领域技术人员来说显而易见，本发明可W无需运些特定的细节实践。
[0222] 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，某些术语已经由申请人任意地选择，并且其含义在W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。
[0223] 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W根据一个实施例经由非MIMO(多输入多输出）或者MIMO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MIMO方案可W包括MIS0(多输入单输出KSISO(单输入单 输出)方案等。
[0224] 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。
[0225] 本发明可W定义=个物理层(PU属性(基础、手持和高级属性)每个被优化W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。
[0226] S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W在未来限定。对于系统演进，未来的属性还可W经由未来的扩展帖 (FE巧在单个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。
[0227] 1.基础属性
[0228] 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W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。
[0229] 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，ATSC A/ 53)的15地SNR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W下的表1中列出。
[0230] 表 1 [023。[表U
[0233] 2.手持属性
[0234] 手持属性设计成在W电池电源操作的手持和车载设备中使用。该设备可W W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10地，但是，当意欲用于较深的室内接收时，可W配置为达到 低于〇地。
[0235] 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W下的表2中列出。
[0236] 表2
[0237] [表 2]
[0239] 3.高级属性
[0240] 高级属性W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MIMO 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W用 于允许在给定带宽提高服务数目，例如，多个SDTV或者皿TV服务。
[0241] 高级属性的目标SNR范围大约是20至30地。MIMO传输可W最初地使用现有的楠圆 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 W下的表3中列出。
[0242] 表 3
[0243] [表 3]
[0245] 在运样的情况下，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MIMO的基本属性的高级属性和用于具有MIMO的手持属性的高级属性。此外， 根据设计者的意图能够改变=种属性。
[0246] 下面的术语和定义可W应用于本发明。根据设计能够改变下面的术语和定义。
[0247] 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W被用于未 来扩展或者通过广播公司或者网络运营商要求
[0248] 基本数据管道:承载服务信令数据的数据管道
[0249] 基带帖（或者BBFRAME ):形成到一个FEC编码过程(BCH和LDPC编码）的输入的肺Ch 比特的集合
[0250] 信元:通过(FDM传输的一个载波承载的调制值
[0251] 被编码的块:PL^数据的LDPC编码的块或者化S2数据的LDPC编码的块中的一个
[0252] 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W承载一 个或者多个服务或者服务分量。
[0253] 数据管道单元:用于在帖中将数据信元分配给DP的基本单位。
[0254] 数据符号:在帖中不是前导符号的OFDM符号（帖信令符号和帖边缘符号被包括在 数据符号中）
[0巧日]DP_ID:此化k特字段唯一地识别在通过SYSTME_ID识别的系统内的DP
[0256] 哑信元:承载被用于填充不被用于化S信令、DP或者辅助流的剩余的容量的伪随机 值的信元
[0257] 紧急警告信道:承载EAS信息数据的帖的部分
[0258] 帖：W前导开始并且W帖边缘符号结束的物理层时隙
[0259] 帖接收单元:属于包括FET的相同或者不同的物理层属性的帖的集合，其在超帖中 被重复八次
[0260]快速信息信道:在承载服务和相对应的基本DP之间的映射信息的帖中的逻辑信道 [0%1 ] FECBL0CK:DP数据的LDPC编码的比特的集合
[0262] 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
[0263] 帖信令符号:在FFT大小、保护间隔W及被分散的导频图案的某个组合中的帖的开 始处使用的具有较高的导频密度的OFDM符号，其承载化S数据的一部分
[0264] 帖边缘符号:在FFT大小、保护间隔W及被分散的导频图案的某个组合中的帖的末 端处使用的具有较高的导频密度的OFDM符号
[0265] 帖组:在超帖中具有相同的PHY属性类型的所有帖的集合。
[0266] 未来扩展帖:能够被用于未来扩展的在超帖内的物理层时隙，W前导开始
[0267] 化化recast UTB系统：提出的物理层广播系统，其输入是一个或者多个M阳G2-TS 或者IP或者一般流，并且其输出是RF信号
[0268] 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。
[0269] 正常数据符号:排除帖信令和帖边缘符号的数据符号
[0270] PHY属性:相对应的接收器应实现的所有配置的子集
[0271] 化S:由化Sl和化S2组成的物理层信令数据
[0272] PLSl:在具有固定的大小、编码和调制的FSS符号中承载的化S数据的第一集合，其 承载关于系统的基本信息W及解码化S2所需要的参数
[0273] 注意:PLSl数据在帖组的持续时间内保持恒定。
[0274] PLS2:在FSS符号中发送的化S数据的第二集合，其承载关于系统和DP的更多详细 PLS数据
[0275] 化S2动态数据:可W动态地逐帖改变的化S2数据
[0276] 化S2静态数据:在帖组的持续时间内保持静态的化S2数据
[0277] 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
[0278] 前导符号:承载基本化縫义据并且位于帖的开始的固定长度的导频符号
[0279] 注意：前导符号主要被用于快速初始带扫描W检测系统信号、其时序、频率偏移、 W及FFT大小。
[0280] 保留W便未来使用:本文档没有定义但是可W在未来定义 [0281 ]超帖:八个帖接收单元的集合
[0282] 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
[0283] 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。
[0284] 注意:TI组可W被直接地映射到一个帖或者可W被映射到多个帖。其可W包含一 个或者多个TI块。
[0285] 类型1DP:其中所有的DPWTDM方式被映射到帖的帖的DP
[0286] 类型2DP:其中所有的DP WFDM方式被映射到帖的帖的DP
[0287] XFECBL0CK:承载一个LDPC FECBL0CK的所有比特的化el个信元的集合
[0288] 图I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。
[0289] 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W包括输 入格式化块l〇〇〇、BICM(比特交织编码和调制)块1010、帖结构块1020、(FDM(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。
[0290] 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。除了运 些数据输入之外，管理信息被输入W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。
[0291] 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W由单个DP承载。稍后将描述输入格式化块 1000的操作细节。
[0292] 数据管道是在承载服务数据或者相关的元数据的物理层中的逻辑信道，其可W承 载一个或者多个服务或者服务分量。
[0293] 此外，数据管道单元:在帖中用于分配数据信元给DP的基本单位。
[0294] 在BICM块1010中，奇偶校验数据被增加用于纠错，并且编码的比特流被映射为复 数值星座符号。该符号跨越用于相应的DP的特定交织深度被交织。对于高级属性，在BICM块 1010中执行MIMO编码，并且另外的数据路径在用于MIMO传输的输出端上增加。稍后将描述 BICM块1010的操作细节。
[02M]帖构造块1020可W将输入DP的数据信元映射为在帖内的OFDM符号。在映射之后， 频率交织用于频率域分集，特别地，用于抗击频率选择性衰落信道。稍后将描述帖构造块 1020的操作细节。
[0296] 在每个帖的开始处插入前导之后，(FDM产生块1030可W应用具有循环前缀作为保 护间隔的常规的OFDM调制。对于天线空间分集，分布的MISO方案遍及发射器被应用。此外， 峰值对平均功率降低(PAPR)方案在时间域中执行。对于灵活的网络规划，运个建议提供一 组不同的FFT大小、保护间隔长度和相应的导频图案。稍后将描述OFDM产生块1030的操作细 -H- T。
[0297] 信令产生块1040能够创建用于每个功能块操作的物理层信令信息。该信令信息也 被发送使得感兴趣的服务在接收器侧被适当地恢复。稍后将描述信令产生块1040的操作细 -H- T。
[0298] 图2、3和4图示根据本发明的实施例的输入格式化块1000。将给出每个图的描述。
[0299] 图2图示根据本发明的一个实施例的输入格式化块。图2示出当输入信号是单个输 入流时的输入格式化模块。
[0300] 在图2中图示的输入格式化块对应于参考图1描述的输入格式化块1000的实施例。
[0301] 到物理层的输入可W由一个或者多个数据流组成。每个数据流由一个DP承载。模 式适配模块将输入数据流限制(slice)为基带帖(BBF)的数据字段。系统支持S种类型的输 入数据流:MPEG2-TS、网际协议（IP)和常规流(GS)dMPEG2-TS特征为固定长度（188字节)分 组第一字节是同步字节(0x47) JP流由如在IP分组报头内用信号传送的可变长度IP数据报 分组组成。系统对于IP流支持IPv4和IPv6两者。GS可W由在封装分组报头内用信号传送的 可变长度分组或者固定长度分组组成。
[0302] (a)示出用于信号DP的模式适配块2000和流适配2010,并且(b)示出用于产生和处 理PLS数据的PLS产生块2020和PLS加扰器2030。将给出每个块的操作的描述。
[0303] 输入流分割器将输入TS、IP、GS流分割为多个服务或者服务分量(音频、视频等） 流。模式适配模块2010由CRC编码器、BB(基带)帖限制器，和BB帖报头插入块组成。
[0304] CRC编码器在用户分组(UP)级别，提供用于错误检测的S种类型的CRC编码，即， CRC-8XRC-16和CRC-32。计算的CRC字节附加在UP之后。CRC-8用于TS流并且CRC-32用于IP 流。如果GS流不提供CRC编码，则将应用所建议的CRC编码。
[0305] BB帖限制器将输入映射为内部逻辑比特格式。首先接收的比特被定义为是MSBdBB 帖限制器分配等于可用的数据字段容量的输入比特的数目。为了分配等于BBF有效载荷的 输入比特的数目，UP分组流被限制为适合BBF的数据字段。
[0306] BB帖报头插入模块可W将2个字节的固定长度BB巧良头插入在BB帖的前面。BB巧良 头由STUFFI (1比特）、SYNCD (13比特)和RFU(2比特)组成。除了固定的2字节BB巧良头之外， BBF还可W在2字节日日巧自头的末端上具有扩展字段(1或者3字节）。
[0307] 流适配2010由填充插入块和BB加扰器组成。
[0308] 该填充插入块能够将填充字段插入到BB帖的有效载荷中。如果到流适配的输入数 据足够填充BB帖，则STUFFI被设置为"0"，并且BBF没有填充字段。否则，STUFFI被设置为 "1"，并且该填充字段被紧挨在BB巧良头之后插入。该填充字段包括两个字节的填充字段报 头和可变大小的填充数据。
[0309] BB加扰器加扰完成的BBF用于能量扩散。该加扰序列与BBF同步。该加扰序列由反 馈移位寄存器产生。
[0310] PLS产生块2020可W产生物理层信令(PLS)数据。PLS对接收器提供接入物理层DP 的手段。PLS数据由化Sl数据和化S2数据组成。
[0311] 化Sl数据是在具有固定大小的帖中在FSS符号中承载、编码和调制的第一组化S数 据，其承载有关解码化S2数据需要的系统和参数的基本信息。PLSl数据提供包括允许化S2 数据的接收和解码需要的参数的基本传输参数。此外，PLSl数据在帖组的持续时间保持不 变。
[0312]化S2数据是在FSS符号中发送的第二组化S数据，其承载有关系统和DP的更加详细 的化S数据。PLS2包含对接收器解码期望的DP提供足够的信息的参数。PLS2信令进一步由两 种类型的参数，PLS2静态数据(PLS2-STAT数据)和化S2动态数据(PLS2-DYN数据)组成。PLS2 静态数据是在帖组持续时间保持静态的化S2数据，并且化S2动态数据是可W逐帖动态地变 化的化S2数据。
[0313] 稍后将描述PLS数据的细节。
[0314] PLS加扰器2030可W加扰所产生的化縫义据用于能量扩散。
[0315] W上描述的块可W被省略，或者由具有类似或者相同功能的块替换。
[0316] 图3图示根据本发明的另一个实施例的输入格式化块。
[0317] 在图3中图示的输入格式化块对应于参考图1描述的输入格式化块1000的实施例。
[0318] 图3示出当输入信号对应于多个输入流时，输入格式化块的模式适配块。
[0319] 用于处理多个输入流的输入格式化块的模式适配块可W独立地处理多个输入流。
[0320] 参考图3,用于分别地处理多个输入流的模式适配块可W包括输入流分割器3000、 输入流同步器3010、补偿延迟块3020、空分组删除块3030、报头压缩块3040、CRC编码器 3050、BB帖限制器(slicer)3060和BB报头插入块3070。将给出该模式适配块的每个块的描 述。
[0321] CRC编码器3050、BB帖限制器3060和BB报头插入块3070的操作对应于参考图2描述 的CRC编码器、BB帖限制器和BB报头插入块的操作，并且因此，其描述被省略。
[0322] 输入流分割器3000可W将输入TS、IP、GS流分割为多个服务或者服务分量(音频、 视频等)流。
[0323] 输入流同步器3010可W称为ISSY JSSY可W对于任何输入数据格式提供适宜的手 段W保证恒定比特率(CBR)和恒定端到端传输延迟。ISSY始终用于承载TS的多个DP的情形， 并且选择性地用于承载GS流的多个DP。
[0324] 补偿延迟块3020可W在ISSY信息的插入之后延迟分割TS分组流，W允许TS分组重 新组合机制而无需在接收器中额外的存储器。
[0325] 空分组删除块3030仅用于TS输入流情形。一些TS输入流或者分割的TS流可W具有 大量的空分组存在，W便在CBR TS流中提供VBR(可变比特率)服务。在运种情况下，为了避 免不必要的传输开销，空分组可W被识别并且不被发送。在接收器中，通过参考在传输中插 入的删除的空分组(DNP)计数器，去除的空分组可W重新插入在它们最初精确的位置中，从 而，保证恒定比特率，并且避免对时间戳(PCR)更新的需要。
[0326] 报头压缩块3040可W提供分组报头压缩W提高用于TS或者IP输入流的传输效率。 因为接收器可W具有有关报头的某个部分的先验信息，所W已知的信息可W在发射器中被 删除。
[0327] 对于传输流，接收器具有有关同步字节配置(0x47)和分组长度（188字节）的先验 信息。如果输入TS流承载仅具有一个PID的内容，即，仅用于一个服务分量(视频、音频等)或 者服务子分量(SVC基本层、SVC增强层、MVC基本视图或者MVC相关的视图），则TS分组报头压 缩可W(选择性地)应用于传输流。如果输入流是IP流，则选择性地使用IP分组报头压缩。
[0328] W上描述的模块可W被省略，或者由具有类似或者相同功能的块替换。
[0329] 图4图示根据本发明的另一个实施例的输入格式化块。
[0330] 在图4中图示的输入格式化模块对应于参考图1描述的输入格式化块1000的实施 例。
[0331 ]图4图示当输入信号对应于多个输入流时，输入格式化模块的流适配模块。
[0332] 参考图4,用于分别地处理多个输入流的模式适配模块可W包括调度器4000、1-帖 延迟块4010、填充插入块4020、带内信令4030、BB帖加扰器4040、PLS产生块4050和化巧口扰 器4060。将给出流适配模块的每个块的描述。
[0333] 填充插入块4020、BB帖加扰器4040、PLS产生块4050和化巧日扰器4060的操作对应 于参考图2描述的填充插入块、BB加扰器、PLS产生块和化巧日扰器的操作，并且因此，其描述 被省略。
[0334] 调度器4000可W从每个DP的阳CBLOCK(阳C块）的量确定跨越整个帖的整体信元分 配。包括对于PLS、EAC和FIC的分配，调度器产生化S2-DYN数据的值，其被作为带内信令或者 在该帖的FSS中的化S信元发送。稍后将描述FECBL0CK、EAC和FIC的细节。
[0335] I-帖延迟块4010可W通过一个传输帖延迟输入数据，使得有关下一个帖的调度信 息可W经由用于带内信令信息的当前帖发送W被插入DP中。
[0336] 带内信令4030可W将化S2数据的未延迟部分插入到帖的DP中。
[0337] W上描述的块可W被省略，或者由具有类似或者相同功能的块替换。
[033引图5图示根据本发明的实施例的BICM块。
[0339] 在图5中图示的BICM块对应于参考图1描述的BICM块1010的实施例。
[0340] 如上所述，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 W提供陆地广播服务、移动广播服务、UHDTV服务等。
[0341] 由于QoS(服务质量)取决于由根据本发明的实施例用于发送供未来的广播服务的 广播信号的设备提供的服务特征，对应于相应服务的数据需要经由不同的方案处理。因此， 根据本发明的实施例的BICM块可W通过将SIS0、MIS0和MIMO方案独立地应用于分别地对应 于数据路径的数据管道，独立地处理输入到其的DP。因此，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能够控制经由每个DP发送的每个服务或者服务分量的 QoS。
[0342] (a)示出由基础属性和手持属性共享的BICM块，和(b)示出高级属性的BICM模块。
[0343] 由基础属性和手持属性共享的BICM块和高级属性的BICM块能够包括用于处理每 个DP的多个处理块。
[0344] 将给出用于基础属性和手持属性的BICM块和用于高级属性的BICM块的每个处理 模块的描述。
[0345] 用于基础属性和手持属性的BICM块的处理块5000可W包括数据FEC编码器5010、 比特交织器5020、星座映射器5030、SSD(信号空间分集)编码块5040和时间交织器5050。
[0346] 数据FEC编码器5010能够使用外部编码(BCH)和内部编码化DPC)对输入BBF执行 FEC编码，W产生FECBL0CK过程。外部编码(BCH)是可选择的编码方法。稍后将描述数据FEC 编码器5010的操作细节。
[0347] 比特交织器5020可W WLDPC编码和调制方案的组合交织数据阳C编码器5010的输 出W实现优化的性能，同时提供有效地可执行的结构。稍后将描述比特交织器5020的操作 细节。
[0；34 引星座映射器 5030 可 W 使用或者 QPSK、QAM-16、不均匀 QAM(NUQ-64、NUQ-256、NUQ-1024)，或者不均匀星座(抓016、^(：-64、抓(：-256、^(：-1024)，在基础和手持属性中调制来 自比特交织器5020的每个信元字（cell word),或者在高级属性中来自信元字解复用器 5010-1的信元字，W给出功率归一化的星座点，el。该星座映射仅适用于DP。注意到，QAM-16 和NUQ是正方形的形状，而NUC具有任意形状。当每个星座转动90度的任意倍数时，转动的星 座精确地与其原始的一个重叠。运个"旋转感"对称属性使实和虚分量的容量和平均功率彼 此相等。对于每个码率，NUQ和NUC两者被具体地限定，并且使用的特定的一个由在化S2数据 中归档的参数DP_M0D用信号传送。
[0349] SSD编码块5040可W在二维（2D)、=维（3D)和四维（4D)中预编码信元W提高在困 难的衰落条件之下的接收稳健性。
[0350] 时间交织器5050可W在DP级别操作。时间交织(TI)的参数可W对于每个DP不同地 设置。稍后将描述时间交织器5050的操作细节。
[0351] 用于高级属性的BICM块的处理块5000-1可W包括数据阳C编码器、比特交织器、星 座映射器，和时间交织器。但是，不同于处理块5000,处理模块5000-1进一步包括信元字解 复用器5010-1和MIMO编码模块5020-1。
[0352] 此外，在处理块5000-1中的数据阳C编码器、比特交织器、星座映射器，和时间交织 器的操作对应于描述的数据FEC编码器5010、比特交织器5020、星座映射器5030,和时间交 织器5050的操作，并且因此，其描述被省略。
[0353] 信元字解复用器5010-1用于高级属性的DPW将单个信元字流划分为用于MIMO处 理的双信元字流。稍后将描述信元字解复用器5010-1操作的细节。
[0354] MIMO编码模块5020-1可W使用MIMO编码方案处理信元字解复用器5010-1的输出。 MIMO编码方案对于广播信号传输被优化。MIMO技术是获得性能提高的期望方式，但是，其取 决于信道特征。尤其对于广播，信道的强的LOS分量或者在由不同的信号传播特征所引起的 两个天线之间的接收信号功率的差别使得难W从MIMO得到性能增益。所提出的MIMO编码方 案使用基于旋转的预先编码和MIMO输出信号的一个的相位随机化克服运个问题。
[0%日]MIMO编码意欲用于在发射器和接收器两者