发送广播信号的装置、接收广播信号的装置、发送广播信号的方法以及接收广播信号的方法

文档序号:9693670阅读:427来源:国知局
发送广播信号的装置、接收广播信号的装置、发送广播信号的方法以及接收广播信号的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于发送广播信号的装置、用于接收广播信号的装置和用于发送和接 收广播信号的方法。
【背景技术】
[0002] 随着模拟广播信号传输终止,正在开发用于发送/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,并且进一步包括除了视 频/音频数据之外的各种类型的附加数据。
[0003] S卩,数字广播系统可以提供HD(高分辨率)图像、多声道音频和各种附加的服务。但 是,用于大量数据传输的数据传输效率、考虑到移动接收设备的发送/接收网络的稳健性和 网络灵活性对于数字广播需要改进。

【发明内容】

[0004] 技术问题
[0005] 本发明的一个目的是提供一种用于发送广播信号以在时间域中复用提供两个或 更多个不同的广播服务的广播发送/接收系统的数据,和经由相同的RF信号带宽发送复用 的数据的装置和方法,和一种与其对应的用于接收广播信号的装置和方法。
[0006] 本发明的另一个目的是提供一种用于发送广播信号的装置、一种用于接收广播信 号的装置和用于发送和接收广播信号的方法,以通过分量划分对应于服务的数据,作为数 据管道发送对应于每个分量的数据,接收和处理该数据。
[0007] 本发明的再一个目的是提供一种用于发送广播信号的装置、一种用于接收广播信 号的装置和用于发送和接收广播信号的方法,以用信号传送对提供广播信号说来必需的信 令信息。
[0008] 问题的解决方案
[0009] 为了实现目的和其它的优点并且根据本发明的用途,如在此具体化和广泛地描述 的,本发明提供一种发送广播信号的方法。发送广播信号的方法包括:将输入流处理成PLP (物理层管道)的BB(基本带)帧;编码PLP的数据;通过映射PLP的被编码的数据构建至少一 个信号帧;以及通过OFDM(正交频分复用)方法调制被构建的信号帧中的数据并且发送具有 被调制的数据的广播信号,其中信号帧包括具有用于PLP的数据的信令信息的PLS(物理层 信令)数据。
[0010]优选地,其中PLS数据进一步包括用于各个PLP的多个第一信息,并且其中第一信 息指示通过被关联的PLP承载的数据的类型。
[0011]优选地,其中PLS数据进一步包括用于各个PLP的第二信息,其中第二信息指示通 过被关联的PLP如何承载ISSY(输入流同步器)信息,并且其中ISSY信息承载关于输入流的 同步的信息。
[0012]优选地,PLS数据进一步包括第三信息,并且其中第三信息包括关于CRC(循环冗余 fe验)编码的?目息。
[0013] 优选地,PLS数据进一步包括用于各个PLP的多个第四信息,其中第四信息指示通 过被关联的PLP使用的报头压缩模式,并且报头压缩模式指示如何压缩输入流中的分组的 报头。
[0014] 优选地,PLP的编码数据进一步包括:利用LDPC(低密度奇偶校验)码编码PLP的BB 帧;在PLP中比特交织LDPC编码的数据;将比特交织的数据映射到星座;MIMO(多输入多输 出)编码被映射的数据;以及时间交织MMO编码的数据。
[0015] 在一方面中,本发明提供一种接收广播信号的方法。接收广播信号的方法包括:接 收具有至少一个信号帧的广播信号并且通过OFDM(正交频分复用)方法解调至少一个信号 帧中的数据;通过解映射PLP(物理层管道)的数据解析至少一个信号帧;解码PLP的数据;以 及处理PLP的BB(基本带)帧以输出输出流,其中信号帧包括具有用于PLP的数据的信令信息 的PLS(物理层信令)数据。
[0016] 优选地,PLS数据进一步包括用于各个PLP的多个第一信息,并且其中第一信息指 示通过被关联的PLP承载的数据的类型。
[0017]优选地,其中PLS数据进一步包括用于各个PLP的第二信息,其中第二信息指示通 过被关联的PLP如何承载ISSY(输入流同步器)信息,并且其中ISSY信息承载关于输入流的 同步的信息。
[0018]优选地,PLS数据进一步包括第三信息,并且其中第三信息包括关于CRC(循环冗余 fe验)编码的?目息。
[0019] 优选地,PLS数据进一步包括用于各个PLP的多个第四信息,其中第四信息指示通 过被关联的PLP使用的报头压缩模式,并且报头压缩模式指示如何压缩输入流中的分组的 报头。
[0020]优选地,解码PLP的数据进一步包括:时间解交织PLP的数据;M頂0(多输入多输出) 解码PLP的时间解交织的数据;从星座解映射被MMO解码的数据;比特解交织被解映射的数 据;以及利用LDPC(低密度奇偶校验)码处理被比特解交织的数据以输出BB帧。
[0021] 在另一方面中,本发明提供一种用于发送广播信号的设备。用于发送广播信号的 设备包括:输入处理模块,该输入处理模块用于将输入流处理成PLP(物理层管道)的BB(基 本带)帧;编码模块,该编码模块用于编码PLP的数据;帧构建模块,该帧构建模块用于通过 映射PLP的被编码的数据构建至少一个信号帧;以及OFDM模块,该OFDM模块用于通过OFDM (正交频分复用)方法调制被构建的信号帧的数据并且发送具有被调制的数据的广播信号, 其中信号帧包括具有用于PLP的数据的信令信息的PLS(物理层信令)数据。
[0022]优选地,PLS数据进一步包括用于各个PLP的多个第一信息,并且其中第一信息指 示通过被关联的PLP承载的数据的类型。
[0023] 优选地,PLS数据进一步包括用于各个PLP的第二信息,其中第二信息指示通过被 关联的PLP如何承载ISSY(输入流同步器)信息,并且其中ISSY信息承载关于输入流的同步 的信息。
[0024]优选地,PLS数据进一步包括第三信息,并且其中第三信息包括关于CRC(循环冗余fe验)编码的?目息。
[0025]优选地,PLS数据进一步包括用于各个PLP的多个第四信息,其中第四信息指示通 过被关联的PLP使用的报头压缩模式,并且报头压缩模式指示如何压缩输入流中的分组的 报头。
[0026] 优选地,编码模块进一步包括:LDPC块,该LDPC块用于利用LDPC(低密度奇偶校验) 码编码PLP的BB帧;比特交织块,该比特交织块用于在PLP中比特交织LDPC编码的数据;星座 映射块,该星座映射块用于将比特交织的数据映射到星座;M頂0 (多输入多输出)块,该MMO 块用于MMO编码被映射的数据;以及时间交织块,该时间交织块用于时间交织MMO编码的 数据。
[0027]在另一方面,本发明提供一种用于接收广播信号的设备。用于接收广播信号的设 备包括:OFDM模块,该OFDM模块用于接收具有至少一个信号帧的广播信号并且通过OFDM(正 交频分复用)方法解调至少一个信号帧中的数据;帧解析模块,该帧解析模块用于通过解映 射PLP(物理层管道)的数据解析至少一个信号帧;解码模块,该解码模块用于解码PLP的数 据;以及输出处理模块,该输出处理模块用于处理PLP的BB(基本带)帧以输出输出流,其中 信号帧包括具有用于PLP的数据的信令信息的PLS(物理层信令)数据。
[0028]优选地,PLS数据进一步包括用于各个PLP的多个第一信息,并且其中第一信息指 示通过被关联的PLP承载的数据的类型。
[0029]优选地,PLS数据进一步包括用于各个PLP的第二信息,其中第二信息指示通过被 关联的PLP如何承载ISSY(输入流同步器)信息,并且其中ISSY信息承载关于输入流的同步 的信息。
[0030] 优选地,PLS数据进一步包括第三信息,并且其中第三信息包括关于CRC(循环冗余 fe验)编码的?目息。
[0031] 优选地,PLS数据进一步包括用于各个PLP的多个第四信息,其中第四信息指示通 过被关联的PLP使用的报头压缩模式,并且其中报头压缩模式指示如何压缩输入流中的分 组的报头。
[0032]优选地,解码模块进一步包括:时间解交织块,该时间解交织块用于时间解交织 PLP的数据;MMO(多输入多输出)解码块,该MMO解码块用于MMO解码PLP的时间解交织的 数据;星座解映射块,该星座解映射块用于从星座解映射被MMO解码的数据;比特解交织 块,该比特解交织块用于比特解交织被解映射的数据;以及LDPC解码块,该LDPC解码块用于 利用LDPC(低密度奇偶校验)码处理被比特解交织的数据以输出BB帧。
[0033]有益效果
[0034]本发明可以根据服务特征处理数据以控制用于每个服务或者服务分量的QoS(服 务质量),从而提供各种广播服务。
[0035]本发明可以通过经由相同的RF信号带宽发送各种广播服务实现传输灵活性。
[0036]本发明可以改善数据传输效率,并且使用MMO系统提高广播信号的发送/接收的 稳健性。
[0037]根据本发明,可以提供广播信号发送和接收方法以及装置,甚至利用移动接收设 备,或者在室内环境下能够没有错误地接收数字广播信号。
【附图说明】
[0038]附图被包括以提供对本发明进一步的理解,并且被结合进和构成本申请书的一部 分,伴随的附图图示本发明的实施例,并且与该说明书一起可以起解释本发明原理的作用。 在附图中:
[0039]图1图示根据本发明的实施例用于发送供未来的广播服务的广播信号的装置的结 构。
[0040]图2图示根据本发明的一个实施例的输入格式化块。
[0041]图3图示根据本发明的另一个实施例的输入格式化块。
[0042]图4图示根据本发明的另一个实施例的输入格式化块。
[0043]图5图示根据本发明的实施例的BICM块。
[0044 ]图6图示根据本发明的另一个实施例的BICM块。
[0045]图7图示根据本发明的一个实施例的帧构建块。
[0046 ]图8图示根据本发明的实施例的OFMD产生块。
[0047] 图9图示根据本发明的实施例用于接收供未来的广播服务的广播信号的装置的结 构。
[0048] 图10图示根据本发明的实施例的帧结构。
[0049] 图11图示根据本发明的实施例的帧的信令分层结构。
[0050] 图12图示根据本发明的实施例的前导信令数据。
[0051] 图13图示根据本发明的实施例的PLSl数据。
[0052] 图14图示根据本发明的实施例的PLS2数据。
[0053] 图15图示根据本发明的另一个实施例的PLS2数据。
[0054]图16图示根据本发明的实施例的帧的逻辑结构。
[0055]图17图示根据本发明的实施例的PLS映射。
[0056 ]图18图示根据本发明的实施例的EAC映射。
[0057]图19图示根据本发明的实施例的FIC映射。
[0058]图20图示根据本发明的实施例的DP的类型。
[0059]图21图示根据本发明的实施例的DP映射。
[0060]图22图示根据本发明的实施例的FEC结构。
[0061] 图23图示根据本发明的实施例的比特交织。
[0062] 图24图示根据本发明的实施例的信元字解复用。
[0063] 图25图示根据本发明的实施例的时间交织。
[0064] 图26图示根据本发明的实施例的扭曲的行列块交织器的基本操作。
[0065] 图27图示根据本发明的另一个实施例的扭曲的行列块交织器的操作。
[0066] 图28图示根据本发明的实施例的扭曲的行列块交织器的对角线方式读取模式。 [0067]图29图示根据本发明的实施例来自每个交织阵列的交织的XFECBL0CK。
[0068]图30图示根据本发明的另一实施例的模式适配模块的视图。
[0069]图31是图示根据本发明的实施例的BB帧报头插入块的视图。
[0070]图32是图示根据本发明的实施例的输出处理器的视图。
[0071 ]图33是图示根据现有技术的信号帧、BB帧以及输入流的视图。
[0072]图34是图示根据本发明的实施例的用于配置帧并且减少开销的方法的视图。
[0073] 图35是图示根据本发明的实施例的在当TS分组被输入时的情况下BB帧和信号帧 的结构的视图。
[0074] 图36是图示根据本发明的另一实施例的在当TS分组被输入时的情况下BB帧和信 号帧的结构的视图。
[0075] 图37是图示根据本发明的实施例的在当TS分组被输入时的情况下扩展字段的视 图。
[0076]图38是图示根据本发明的实施例的在当IP分组被输入时的情况下BB帧和信号帧 的结构的视图。
[0077]图39是图示根据本发明的另一实施例的在当IP分组被输入时的情况下BB帧和信 号帧的结构的视图。
[0078]图40是图示根据本发明的实施例的在当GS分组被输入时的情况下BB帧和信号帧 的结构的视图。
[0079]图41是图示根据本发明的另一实施例的在当GS分组被输入时的情况下BB帧和信 号帧的结构的视图。
[0080] 图42是在性能上比较根据由本发明提出的方法和根据现有技术的方法的曲线图。
[0081] 图43图示根据本发明的实施例的发送广播信号的方法。
[0082] 图44图示根据本发明的实施例的接收广播信号的方法。
【具体实施方式】
[0083]现在将详细地介绍本发明的优选实施例,其例子在伴随的附图中图示。该详细说 明将在下面参考伴随的附图给出,其意欲解释本发明的示例性实施例,而不是示出可以根 据本发明仅实现的实施例。以下的详细说明包括特定的细节以便对本发明提供深入理解。 但是,对于本领域技术人员来说显而易见,本发明可以无需这些特定的细节实践。
[0084] 虽然在本发明中使用的大多数术语已经从在本领域广泛地使用的常规的一个中 选择,但是某些术语已经由申请人任意地选择,并且其含义在以下的描述中根据需要详细 说明。因此,本发明应该基于该术语意欲的含义,而不是其简单的名称或者含义理解。
[0085] 本发明提供用于发送和接收供未来的广播服务的广播信号的装置和方法。根据本 发明的实施例的未来的广播服务包括陆地广播服务、移动广播服务、UHDTV服务等。
[0086] 根据本发明的实施例的用于发送的设备和方法可以被归类成用于陆地广播服务 的基本属性、用于移动广播服务的手持式属性以及用于UHDTV服务的高级属性。在这样的情 况下,基本属性能够被用作用于陆地广播服务和移动广播服务两者的属性。即,基本属性能 够被用于定义包括移动属性的属性的概念。根据设计者的意图能够对此进行改变。
[0087] 本发明提供用于发送和接收供未来的广播服务的广播信号的设备和方法。根据本 发明的实施例的未来的广播服务包括陆地广播服务、移动广播服务、UHDTV服务等。本发明 可以根据一个实施例经由非MMO(多输入多输出)或者MMO处理用于未来的广播服务的广 播信号。根据本发明的实施例的非MHTO方案可以包括MIS0(多输入单输出)、SIS0(单输入单 输出)方案等。
[0088] 虽然在下文中为了描述方便起见,MISO或者MIMO使用两个天线,但是本发明可适 用于使用两个或更多个天线的系统。
[0089] 本发明可以定义三个物理层(PL)属性(基础、手持和高级属性)每个被优化以最小 化接收器复杂度,同时获得对于特定使用情形需要的性能。物理层(PHY)属性是相应的接收 器将实施的所有配置的子集。
[0090] 三个PHY属性共享大部分功能块,但是,在特定的模块和/或参数方面略微地不同。 另外的PHY属性可以在未来限定。对于系统演进,未来的属性还可以经由未来的扩展帧 (FEF)在单个RF信道中与现有的属性复用。每个PHY属性的细节在下面描述。
[0091] 1.基础属性
[0092] 基础属性表示对于通常连接到屋顶天线的固定的接收设备的主要使用情形。基础 属性还包括能够运输到一个场所,但是属于相对固定接收类别的便携式设备。基础属性的 使用可以通过某些改进的实施被扩展到手持设备或者甚至车辆,但是,对于基础属性接收 器操作不预期那些使用情况。
[0093]接收的目标SNR范围是从大约10到20dB,其包括现有的广播系统(例如,ATSCA/ 53)的15dBSNR接收能力。接收器复杂度和功耗不像在电池操作的手持设备一样严重,手持 设备将使用手持属性。用于基础属性的关键系统参数在以下的表1中列出。
[0094]表 1 [0095][表1]
[0097] 2.手持属性
[0098] 手持属性设计成在以电池电源操作的手持和车载设备中使用。该设备可以以行人 或者车辆速度移动。功耗和接收器复杂度对于手持属性的设备的实施是非常重要的。手持 属性的目标SNR范围大约是0至10dB,但是,当意欲用于较深的室内接收时,可以配置为达到 低于OdB。
[0099] 除了低的SNR能力之外,由接收器移动性所引起的多普勒效应的适应性是手持属 性最重要的性能品质。用于手持属性的关键系统参数在以下的表2中列出。
[0100] 表2 [0101][表 2]
[0103] 3.高级属性
[0104]高级属性以更大的实施复杂度为代价提供最高的信道容量。该属性需要使用MMO 发送和接收,并且UHDTV服务是对该属性特别地设计的目标使用情形。提高的容量还可以用 于允许在给定带宽提高服务数目,例如,多个SDTV或者HDTV服务。
[0105] 高级属性的目标SNR范围大约是20至SOdBt3MMO传输可以最初地使用现有的椭圆 极化传输设备,并且在未来扩展到全功率横向极化传输。用于高级属性的关键系统参数在 以下的表3中列出。
[0106]表3
[0107][表3]
[0109]在这样的情况下,基本属性能够被用作用于陆地广播服务和移动广播服务两者的 属性。即,基本属性能够被用于定义包括移动属性的属性的概念。而且,高级属性能够被划 分成用于具有MMO的基本属性的高级属性和用于具有MMO的手持属性的高级属性。此外, 根据设计者的意图能够改变三种属性。
[0110]下面的术语和定义可以应用于本发明。根据设计能够改变下面的术语和定义。 [cm]辅助流:承载对于尚未定义的调制和编码的数据的信元的序列,其可以被用于未 来扩展或者通过广播公司或者网络运营商要求
[0112] 基本数据管道:承载服务信令数据的数据管道
[0113] 基带帧(或者BBFRAME):形成到一个FEC编码过程(BCH和LDPC编码)的输入的Kbch 比特的集合
[0114]信元:通过OFDM传输的一个载波承载的调制值
[0115]被编码的块:PLSl数据的LDPC编码的块或者PLS2数据的LDPC编码的块中的一个
[0116]数据管道:承载服务数据或者相关元数据的物理层中的逻辑信道,其可以承载一 个或者多个服务或者服务分量。
[0117] 数据管道单元:用于在帧中将数据信元分配给DP的基本单位。
[0118]数据符号:在帧中不是前导符号的OFDM符号(帧信令符号和帧边缘符号被包括在 数据符号中)
[0119] DP_ID:此8比特字段唯一地识别在通过SYSTME_ID识别的系统内的DP
[0120]哑信元:承载被用于填充不被用于PLS信令、DP或者辅助流的剩余的容量的伪随机 值的信元
[0121]紧急警告信道:承载EAS信息数据的帧的部分
[0122] 帧:以前导开始并且以帧边缘符号结束的物理层时隙
[0123]帧接收单元:属于包括FET的相同或者不同的物理层属性的帧的集合,其在超帧中 被重复八次
[0124]快速信息信道:在承载服务和相对应的基本DP之间的映射信息的帧中的逻辑信道
[0125] FECBLOCK: DP数据的LDPC编码的比特的集合
[0126] FFT大小:被用于特定模式的标称的FFT大小,等于在基础时段T的周期中表达的活 跃符号时段Ts
[0127] 帧信令符号:在FFT大小、保护间隔以及被分散的导频图案的某个组合中的帧的开 始处使用的具有较高的导频密度的OFDM符号,其承载PLS数据的一部分
[0128] 帧边缘符号:在FFT大小、保护间隔以及被分散的导频图案的某个组合中的帧的末 端处使用的具有较高的导频密度的OFDM符号
[0129] 帧组:在超帧中具有相同的PHY属性类型的所有帧的集合。
[0130] 未来扩展帧:能够被用于未来扩展的在超帧内的物理层时隙,以前导开始
[0131] FuturecastUTB系统:提出的物理层广播系统,其输入是一个或者多个MPEG2-TS 或者IP或者一般流,并且其输出是RF信号
[0132] 输入流:用于通过系统被递送给终端用户的服务的全体的数据的流。
[0133] 正常数据符号:排除帧信令和帧边缘符号的数据符号
[0134] PHY属性:相对应的接收器应实现的所有配置的子集
[0135] PLS:由PLSl和PLS2组成的物理层信令数据
[0136] PLSl:在具有固定的大小、编码和调制的FSS符号中承载的PLS数据的第一集合,其 承载关于系统的基本信息以及解码PLS2所需要的参数
[0137] 注意:PLSl数据在帧组的持续时间内保持恒定。
[0138] PLS2:在FSS符号中发送的PLS数据的第二集合,其承载关于系统和DP的更多详细 PLS数据
[0139] PLS2动态数据:可以动态地逐帧改变的PLS2数据
[0140] PLS2静态数据:在帧组的持续时间内保持静态的PLS2数据
[0141]前导信令数据:通过前导符号承载并且被用于识别系统的基本模式的信令数据
[0142] 前导符号:承载基本PLS数据并且位于帧的开始的固定长度的导频符号
[0143] 注意:前导符号主要被用于快速初始带扫描以检测系统信号、其时序、频率偏移、 以及FFT大小。
[0144] 保留以便未来使用:本文档没有定义但是可以在未来定义
[0145] 超帧:八个帧接收单元的集合
[0146] 时间交织块(TI块):在其中执行时间交织的信元的集合,与时间交织器存储器的 一个使用相对应
[0147] TI组:在其上执行用于特定DP的动态容量分配的单元,由整数组成,动态地改变 XFECBL0CK的数目。
[0148] 注意:TI组可以被直接地映射到一个帧或者可以被映射到多个帧。其可以包含一 个或者多个TI块。
[0149] 类型IDP:其中所有的DP以TDM方式被映射到帧的帧的DP [0150]类型2DP:其中所有的DP以FDM方式被映射到帧的帧的DP
[0151] XFECBL0CK:承载一个LDPCFECBL0CK的所有比特的Ncel个信元的集合
[0152] 图1图示根据本发明的实施例用于发送供未来的广播服务的广播信号装置的结 构。
[0153] 根据本发明的实施例用于发送供未来的广播服务的广播信号的设备可以包括输 入格式化块l〇〇〇、BICM(比特交织编码和调制)块1010、帧结构块1020、0FDM(正交频分复用) 产生块1030和信令产生块1040。将给出用于发送广播信号装置的每个模块的操作的描述。
[0154]IP流/分组和MPEG2-TS是主要输入格式,其它的流类型被作为常规流处理。除了这 些数据输入之外,管理信息被输入以控制用于每个输入流的相应的带宽的调度和分配。一 个或者多个TS流、IP流和/或常规流被同时允许输入。
[0155]输入格式化块1000能够解复用每个输入流为一个或者多个数据管道,对其中的每 一个应用单独的编码和调制。数据管道(DP)是用于稳健控制的基本单位,从而影响服务质 量(QoS)。一个或者多个服务或者服务分量可以由单个DP承载。稍后将描述输入格式化块 1000的操作细节。
[0156]数据管道是在承载服
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