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和接收广播信号的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发送广播信号的装置、接收广播信号的装置以及发送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/音频数据并且除视频/音频数据外，进一步包括各种另外的数据。
【发明内容】
[0003]技术问题
[0004]S卩，数字广播系统能提供HD(高清)图像、多通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、发送/接收网络的鲁棒性和考虑移动接收设备的网络灵活性。
[0005]技术方案
[0006]为了实现目的和其它的优点并且根据本发明的目标，如在此所体现和一般性描述的，一种用于发送广播信号的方法，该方法包括:对与多个数据传输路径中的每一个相对应的服务数据进行编码，其中数据传输路径中的每一个承载至少一个服务组件;构建包括被编码的服务数据的至少一个信号帧;通过0FDM(正交频分复用)方案调制至少一个信号帧；发送承载至少一个被调制的信号帧的广播信号，其中至少一个信号帧中的每一个包括具有信令数据的前导，其中所述信令数据包括FFT的大小、是否信号帧包括EAC消息的信息以及与信号帧的服务数据有关的信息。
[0007]有益效果
[0008]本发明能根据服务特性处理数据来控制每一服务或服务组件的QoS(服务质量)，由此提供各种广播服务。
[0009]本发明能通过同一RF信号带宽，通过传输各种广播服务，实现传输灵活性。
[0010]本发明能使用ΜΙΜ0系统，提高数据传输效率和增加广播信号的发送/接收的鲁棒性。
[0011]根据本发明，即使通过移动接收设备或在室内环境中，也可以提供能无错误地接收数字广播信号的广播信号发送和接收方法及装置。
【附图说明】
[0012]图1图示根据本发明的实施例的发送用于未来广播服务的广播信号的装置的结构。
[0013]图2图示根据本发明的实施例的输入格式化模块。
[0014]图3图示根据本发明的另一实施例的输入格式化模块。
[0015]图4图示根据本发明的另一实施例的输入格式化模块。
[0016]图5图示根据本发明的实施例的编译和调制模块。
[0017]图6图示根据本发明的实施例的帧结构模块。
[0018]图7图示根据本发明的实施例的波形生成模块。
[0019]图8图示根据本发明的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图示根据本发明的实施例的同步和解调模块。
[0021]图10图示根据本发明的实施例的帧解析模块。
[0022]图11图示根据本发明的实施例的解映射和解码模块。
[0023]图12图示根据本发明的实施例的输出处理器。
[0024]图13图示根据本发明的另一实施例的输出处理器。
[0025]图14图示根据本发明的另一实施例的编译和调制模块。
[0026]图15图示根据本发明的另一实施例的解映射和解码模块。
[0027]图16图示根据本发明的实施例的广播系统的帧结构。
[0028]图17图示根据本发明的实施例的前导插入块。
[0029]图18示出根据本发明的实施例的表示输入信息和输出信息之间的关系或者DQPSK/DBPSK映射器17040的映射规则的数学表达。
[0030]图19图示根据本发明的实施例的前导结构。
[0031]图20图示根据本发明的实施例的前导插入块。
[0032]图21图示根据本发明的实施例的前导插入块。
[0033]图22是示出根据本发明的实施例的加扰序列的曲线图。
[0034]图23图示根据本发明的实施例的从二进制线性调频状序列修改的加扰序列的示例。
[0035]图24图示根据本发明的实施例的前导中的信令信息结构。
[0036]图25图示根据本发明的实施例的处理通过前导发送的信令数据的过程。
[0037]图26图示根据本发明的实施例的处理通过前导发送的信令数据的过程。
[0038]图27图示根据本发明的实施例的能够由前导插入模块执行的差分编码操作。
[0039]图28图示根据本发明的实施例的能够由前导插入模块执行的差分编码操作。
[0040]图29是根据本发明的实施例的被包括在前导检测器中的相关性检测器的框图。
[0041]图30图示根据本发明的实施例的前导检测器的信令解码器。
[0042]图31图示根据本发明的实施例的前导检测器的信令解码器。
[0043]图32图示根据本发明的实施例的前导检测器的信令解码器。
[0044]图33是图示根据本发明的实施例的用于发送广播信号的方法的流程图。
[0045]图34是图示根据本发明的实施例的用于接收广播信号的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0046]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对本发明的全面理解。然而，对本领域的技术人员显而易见的是，没有这些具体细节，也能实施本发明。
[0047]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理解本发明。
[0048]本发明提供用于发送和接收用于未来广播服务的广播信号的装置和方法。根据本发明的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。根据本发明的一个实施例的用于发送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(handheld profile)以及用于UHDTV服务的高级规范(advanced profile)。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。
[0049]根据一个实施例，本发明可以通过非ΜΜ0(多输入多输出)或ΜΜ0，处理用于未来广播服务的广播信号。根据本发明的实施例的非MMO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。
[0050]尽管为方便描述，在下文中，MIS0或ΜΙΜ0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。
[0051]图1示出根据本发明的实施例，用于发送未来广播服务的广播信号的装置的结构。
[0052]根据本发明的实施例的发送用于未来广播服务的广播信号的装置能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。将描述发送广播信号的装置的每个模块的操作。
[0053]参考图1，根据本发明的实施例的发送用于未来广播服务的广播信号的装置能接收MPEG-TS、IP流(v4/v6)和通用流(GS)，作为输入信号。此外，发送广播信号的装置能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，生成最终物理层信号。
[0054]根据本发明的实施例的输入格式化模块1000能在用于编码和调制的标准或服务或服务组件的基础上，分类输入流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。
[0055]此外，根据本发明的实施例的输入格式化模块1000能将每个数据管道划分成执行编译和调制所必需的块，并且执行必需的处理以增加传输效率或执行调度。稍后将描述输入格式化模块1000的操作的细节。
[0056]根据本发明的实施例的编译和调制模块1100能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校正可以在传输信道上生成的错误。此外，根据本发明的实施例的编译和调制模块1100能将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，根据本发明的实施例的编译和调制模块1100能划分所处理的数据，使得所划分的数据能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天线发送该数据。
[0057]根据本发明的实施例的帧结构模块1200能将从编译和调制模块1100输出的数据映射到信号帧。根据本发明的实施例的帧结构模块1200能使用从输入格式化模块1000输出的调度信息，执行映射并且交织信号帧中的数据以便获得额外的分集增益。
[0058]根据本发明的实施例的波形生成模块1300能将从帧结构模块1200输出的信号帧变换成用于发送的信号。在这种情况下，根据本发明的实施例的波形生成模块1300能将前导信号(或前导)插入到用于发送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，根据本发明的实施例的波形生成模块1300能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，根据本发明的实施例的波形生成模块1300能考虑信号特性，诸如输出信号的峰均功率比，执行有效发送所必需的过程。
[0059]根据本发明的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和帧结构模块1200生成的信息，生成最终物理层信令信息。因此，根据本发明的实施例的接收装置能通过解码信令信息，解码所接收的信号。
[0060]如上所述，根据本发明的一个实施例的发送用于未来广播服务的广播信号的装置能提供地面广播服务、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发送用于未来广播服务的广播信号的装置能在时域中复用用于不同服务的信号并且发送它们。
[0061]图2、3和4示出根据本发明的实施例的输入格式化模块1000。将描述每个图。
[0062]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。
[0063]参考图2，根据本发明的一个实施例的输入格式化模块能包括模式自适应模块2000和流自适应模块2100。
[0064]如图2所示，模式自适应模块2000能包括输入接口块2010、CRC-8编码器块2020和BB报头插入块2030。将描述模式自适应模块2000的每个块。
[0065]输入接口块2010能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(BB)帧的长度的数据片并且输出数据片。
[0066]CRC-8编码器块2020能在BB帧数据上执行CRC编码来向其添加冗余数据。
[0067]BB报头插入块2030能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。
[0068]如图2所示，流自适应模块2100能包括填充插入块2110和BB加扰器块2120。将描述流自适应模块2100的每个块。
[0069]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。
[0070]BB加扰器块2120能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。
[0071]上述块可以被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0072]如图2所示，输入格式化模块能将数据管道最终输出到编译和调制模块。
[0073]图3示出根据本发明的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。
[0074]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能单独地处理多个输入流。
[0075]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。
[0076]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，由此，将省略其描述。
[0077]输入流同步器块3100能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的装置所必需的时序信息。
[0078]补偿延迟块3200能延迟输入数据并且输出所延迟的输入数据，使得如果在由发送装置，根据包括时序信息的数据的处理，在数据管道之间生成延迟，则接收广播信号的装置能同步输入数据。
[0079]空分组删除块3300能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量插入到输入数据中，并且传输该输入数据。
[0080]上述块可以被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0081]图4示出根据本发明的另一实施例的输入格式化模块。
[0082]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模块。
[0083]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。
[0084]调度器4000能使用具有双极性的多个天线，执行用于MMO系统的调度。此外，调度器4000能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、时间交织器等等中的参数。
[0085]1-帧延迟块4100能使输入数据延迟一个传输帧，使得能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。
[0086]带内信令或填充插入块4200能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能插入填充比特或将带内信令信息插入到填充空间中。此外，除带内信令信息外，调度器4000能输出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根据从调度器4000输出的调度信息，映射输入信元。
[0087]物理层信令生成块4300能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，根据本发明的实施例的物理层信令数据能称为信令信息。此外，根据本发明的实施例的物理层信令数据能分成PLS前信息和PLS后信息。PLS前信息能包括编码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在逐帧基础上改变。因此，接收装置能通过解码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。
[0088]BB加扰器块4400能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。
[0089]取决于设计者，上述块可以被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0090]如图4所示，流自适应模块能将数据管道最终输出到编译和调制模块。
[0091]图5示出根据本发明的实施例的编译和调制模块。
[0092]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。
[0093]如上所述，根据本发明的实施例的发送用于未来广播服务的广播信号的装置能提供地面广播服务、移动广播服务、UHDTV服务等等。
[0094]由于QoS(服务质量)取决于由根据本发明的实施例的发送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，根据本发明的实施例的编译和调制模块能通过将SIS0、MIS0和ΜΜ0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，根据本发明的实施例的发送用于未来广播服务的广播信号的装置能控制用于通过每个数据管道传输的每个服务或服务组件的QoS。
[0095]因此，根据本发明的实施例的编译和调制模块能包括用于SIS0的第一块5000、用于MIS0的第二块5100、用于ΜΙΜ0的第三块5200和用于处理PLS-前/PLS后信息的第四块5300。图5所示的编译和调制模块是示例性的，取决于设计，可以仅包括第一块5000和第四块5300、第二块5100和第四块5300或第三块5200和第四块5300。即，根据设计，编译和调制模块能包括用于同样或不同地处理数据管道的块。
[0096]将描述编译和调制模块的每个块。
[0097]第一块5000根据SIS0处理输入数据管道并且能包括FEC编码器块5010、比特交织器块5020、比特到信元解复用块5030、星座映射器块5040、信元交织器块5050、时间交织器块5060。
[0098]FEC编码器块5010能在输入数据管道上执行BCH编码和LDPC编码来向其添加冗余，使得接收装置能校正在传输信道上生成的误差。
[0099]比特交织器块5020能根据交织规则，交织FEC编码数据管道的比特流，使得比特流具有抗可能在传输信道上产生的突发错误的鲁棒性。因此，当将深衰落或擦除应用于QAM符