专利名称：数字电视地面广播传输系统中mpeg同步头的处理方法
技术领域：
本发明属于数字信号传输领域，特别涉及数字电视地面广播传输系统中对MPEGII传输流(TS流)中的MPEGII包的同步字的处理方法。
背景技术：
典型的数字电视地面广播传输系统包括发射机和接收机。数字调制技术往往将数字信号进行编码，再加入必要的辅助信息，如同步信号、导频信号等。编码后的数字信号经过信道滤波后形成基带信号。该基带信号经过上变频器被调制到相应的频带后发送。在接收端，调谐器将高频信号变换到基带后经模数转换器得到数字信号。该数字信号经过处理后被恢复成与发送端一致的信息。
目前，现有的三种数字电视地面广播传输系统，即欧洲的DVB-T、美国的ATSC和日本的ISDB-T，对于MPEGII传输流中的MPEGII包的同步头47H有对应的特定处理方式，但均只适用于MPEGII的传输流。
在欧洲的DVB-T系统中，参见图2和图3，由于多载波系统采用数据块处理的特点，数据在快速傅立叶逆变换(IFFT)之前的时域部分没有形成帧结构，也没有插入用以提供编码模块所需的同步和复位信息。因此，只能利用数据流中的特殊信息，即MPEGII包的同步信号，来达到同步和复位的目的。而且为达到特殊目的，还需要对该同步信号进行一定的处理。在发端，首先将输入的TS流中的MPEGII包的同步头47H，每隔7个MPEGII包翻转一次，同步头变为B8H。用这个间隔的、周期性出现的B8H可以作为扰码模块的复位起始信号。由于需要对MPEGII包的同步头47H进行识别和处理，因此也就确定了DVB-T系统可以处理的数据流格式的单一性，即只能针对MPEGII的TS流格式。
在美国的ATSC系统中，参见图4和图5，同样也有上述单一性问题存在。由于单载波全时域处理的特点，因此数据流中会加入特殊信息，如段、场同步信号等，用作编解码的同步和复位。虽然编解码模块对MPEGII包的同步头47H是不进行处理的，但是由于考虑到收端定时恢复等的需要，在发端MPEGII包的同步头47H头在符号映射后将被替换成确定的段同步符号进行传送。在接收端，均衡、解码之后，再将47H加回到数据流中，恢复完整的MPEGII的TS流。可见，由于仍然需要对MPEGII包的同步头47H进行识别和处理，因此ATSC系统仍然只能针对MPEGII的TS流。
同样，在日本的ISDB-T系统中，系统将MPEGII包的同步头47H的MSB作为其OFDM帧的同步信号加以利用。因此也决定了ISDB-T只适用于MPEGII的TS流的性质。
由于数据传输格式可能会随着技术的发展而发生变化。因此，我们希望数据传输系统，能够对输入TS流做到透明传输，即对同步信息不敏感。这样，该传输系统为今后的可能拓展应用留出余地，提高了适应性。
发明内容
本发明的目的在于为数字电视地面广播传输系统提供一种新的处理MPEG同步头的方法。该方法能够对输入TS流做到透明传输，对同步信息不敏感，从而为传输系统传输MPEGII包以外的其他TS流提供了可能。
本发明适用于新的数字电视地面广播传输系统。在该传输系统中，传输的数据流被分为一个一个连续的数据帧进行传输。每个数据帧包含3个部分，分别是预置信息、系统信息和数据信息，并以此形成单纯的一阶帧循环。该传输系统属于一种混合传输系统，能够传输固定业务(电视信号固定接收)、移动业务(电视信号移动接收、数据信号移动接收)和数据业务(数据信号移动接收)。其中，固定业务可以选择16-OQAM传输模式，数据信息是四电平的数据符号；移动业务可以选择4-OQAM传输模式或者其增强模式(4-OQAM-E)，4-OQAM-E传输模式可以通过在4-OQAM传输模式中结合Nordstrom-Robinson码等方式实现，数据信息是二电平的数据符号；数据业务可以选择4-OQAM-E传输模式。
本发明的目的是这样实现的在上述新的数字电视地面广播传输系统中，在发送端，MPEGII包的同步头47H不参与扰码处理而直接通过扰码模块，扰码模块通过数据流中的预置信息或系统信息实现复位，从扰码模块出来的47H同步头与MPEGII包的经过扰码处理的其他信息数据共同参与发送端的后续处理；在接收端，47H同步头在传输数据流进入解扰模块之前已经恢复，对于解扰模块，47H同步头是直通的，而数据信息则需要解扰恢复。
在不同传输模式下，传输系统的信道编解码过程可能有所不同。比如，相对于4-OQAM和4-OQAM-E传输模式，16-OQAM传输模式的信道编解码就不需要外码编解码和外交织/解外交织。本发明的核心是在数据经过信道编解码、映射/解映射和调制/解调等的处理过程中，对数据流中的MPEGII包的47H同步头的处理是透明的。送入传输系统的MPEGII包的同步头，无论是47H还是其他同步信息，在离开传输系统时，该同步头的信息是可以自动恢复的。
本发明的优点在于在数字电视地面传输系统中，没有对TS流中的MPEGII包同步头的特殊处理，即做到对TS流的透明传输，对同步信息不敏感。这样，该传输系统为今后兼容其他传输格式的可能拓展应用留出余地。
以下结合附图和实施例对本发明给予进一步说明。
图1为MPEGII包的数据结构示意图。
图2为欧洲DVB-T系统框图。
图3为欧洲在DVB-T系统中对MPEGII包的同步头47H的处理过程。
图4为美国ATSC系统框图。
图5为美国ATSC系统中对MPEGII包的同步头47H的处理过程。
图6为本发明针对的数字电视地面传输系统框图。
图7为本发明所述的数字电视地面传输系统中对MPEGII包的透明传输过程。
图3中，图A表示MPEGII包的数据结构，由同步头47H和187字节的数据构成；图B表示扰码后的数据格式，B8H由同步头47H取反得到；图C表示RS编码后的数据结构，添加了16个保护字节；图D表示交织后的数据结构，交织深度为12个字节。
图5中，图A表示MPEGII包的数据结构；图B表示扰码后的数据格式；图C表示RS编码后的数据结构，添加了20个保护字节；图D表示交织后的数据结构；图E表示插入段/场/帧同步并经符号映射后的数据结构，同步字节被替换成已知的“5-5-55”。
图7中，图A表示MPEGII包的数据结构；图B表示扰码后的数据格式。扰码之后的同步头与信息数据同样处理，从而满足透明传输的要求。
具体实施例方式
在新的数字电视地面广播系统中，按调制方式不同，目前有三种传输模式16-OQAM数据信息是四电平的数据符号；4-OQAM数据信息是二电平的数据符号；4-OQAM-E即4-OQAM的增强模式，可以通过在4-OQAM传输模式中结合Nordstrom-Robinson码等方式实现，数据信息是二电平的数据符号。
传输模式对应相应的传输业务，分别是固定业务(电视信号固定接收)、移动业务(电视信号移动接收、数据信号移动接收)和数据业务(数据信号移动接收)。其中，固定业务可以选择16-OQAM；移动业务可以选择4-OQAM或4-OQAM-E；数据业务可以选择4-OQAM-E。
参见图6，针对16-OQAM传输模式下，在发送端，MPEGII同步头47H进入信道传输系统时，扰码模块对47H同步头直通，而只对送入的信息数据进行扰码处理。扰码模块通过数据流中的预置信息或系统信息进行复位。扰码结束后，47H同步头与MPEGII包的其他信息数据共同参与内码编码；内码编码结束后，47H同步头和信息数据共同参与内交织；内交织结束后数据共同参与符号映射，插入辅助信息，并调制发射。
在接收端，MPEGII包的47H同步头的处理方法如下接收端对接收到的信号进行解调等处理之后恢复出传输数据流，恢复出的数据信号共同参与解内交织；解内交织输出进行内码解码；内码解码结束后经过比特到字节转换，47H同步头已经恢复；对于解扰模块，47H同步头是直通的，而数据信息则需要解扰恢复。
16-OQAM传输模式下，内码编码是格型编码、卷积编码、CRC校验和TPC(Turbo乘积码)编码中的一种，或者其组合；内交织是比特交织或符号交织，或者其组合。
参见图6，针对4-OQAM和4-OQAM-E传输模式下，在发送端，MPEGII同步头47H进入信道传输系统时，扰码模块对47H同步头直通，而只对送入的信息数据进行扰码处理。扰码模块通过数据流中的预置信息或系统信息进行复位。扰码结束后，47H同步头与MPEGII包的其他数据信息共同参与外码编码；外码编码结束后的数据送入外交织器；外交织器输出进行内码编码和内交织；内交织结束后数据共同参与符号映射，插入辅助信息等处理，并调制发射。
在接收端，MPEGII包的47H同步头的处理方法如下接收端对接收到的信号进行解调等处理之后恢复出传输数据流，恢复出的数据信号共同参与解内交织和内码解码；内码解码输出经过符号到字节转换送入解外交织器；解外交织输出再进行外码解码；外码解码结束后，47H同步头已经恢复；对于解扰模块，47H同步头是直通的，而数据信息则需要解扰恢复。
4-OQAM和4-OQAM-E模式下，外码可以是RS编码；外交织可以是字节卷积交织；内码编码可以是格型编码、卷积编码、TPC编码和NR(Nordstrom-Robinson)编码中的一种，或者其组合；内交织可以是比特交织或符号交织，或者其组合。
综上所述，47H同步头经过信道编码、映射、插入辅助信息和调制等处理之后，经过信道传输在接收端通过解调、解映射和信道解码等出来之后，可以自动恢复出该47同步头和MPEGII包的格式。送入传输系统的MPEGII包的同步头，无论是47H还是其他同步信息，在离开传输系统时，该同步头的信息是可以自动恢复的。
本发明的核心是在数据经过信道编解码、映射/解映射和调制/解调等的处理过程中，对数据流中的MPEGII包的47H同步头的处理是透明的。
权利要求
1.数字电视地面广播传输系统中MPEG同步头的处理方法，所述传输系统将传输的数据流分为一个一个连续的数据帧进行传输，每个数据帧包含预置信息、系统信息和数据信息，并以此形成单纯的一阶帧循环，其特征在于在发送端，MPEGII包的同步头47H不参与扰码处理而直接通过扰码模块，扰码模块通过数据流中的预置信息或系统信息实现复位，从扰码模块出来的47H同步头与MPEGII包的经过扰码处理的其他信息数据共同参与发送端的后续处理；在接收端，47H同步头经过解调、解映射和信道解码处理之后，在进入解扰模块之前已经恢复，对于解扰模块，47H同步头是直通的，而数据信息则需要解扰恢复。
2.根据权利要求1所述的MPEG同步头的处理方法，其特征在于在16-OQAM传输模式下，在发送端，47H同步头进入信道传输系统时，扰码模块对47H同步头直通，而只对送入的信息数据进行扰码处理，扰码模块通过数据流中的预置信息或系统信息进行复位；扰码结束后，47H同步头和其他信息数据共同参与内码编码以及之后的内交织；经内交织后的数据共同参与符号映射，插入辅助信息，并调制发射；在接收端，MPEGII包的47H同步头的处理方法如下接收端对接收到的信号进行解调处理之后恢复出传输数据流，恢复出的数据信号共同参与解内交织；解内交织输出进行内码解码；内码解码结束后经过比特到字节转换，47H同步头已经恢复；对于解扰模块，47H同步头是直通的，而数据信息则需要解扰恢复。
3.根据权利要求2所述的MPEG同步头的处理方法，其特征在于内码编码是格型编码、卷积编码、CRC校验和TPC编码中的一种，或者其组合。
4.根据权利要求2或3所述的MPEG同步头的处理方法，其特征在于内交织是比特交织或符号交织，或者其组合。
5.根据权利要求1所述的MPEG同步头的处理方法，其特征在于在4-OQAM和4-OQAM-E传输模式下，在发送端，47H同步头进入信道传输系统时，扰码模块对47H同步头直通，而只对送入的信息数据进行扰码处理，扰码模块通过数据流中的预置信息或系统信息进行复位；扰码结束后，47H同步头与MPEGII包的其他信息数据共同参与外码编码；外码编码结束后的数据送入外交织器；外交织器输出进行内码编码和内交织；内交织结束后数据共同参与符号映射，插入辅助信息，并调制发射；在接收端，MPEGII包的47H同步头的处理方法如下接收端对接收到的信号进行解调处理之后恢复出传输数据流，恢复出的数据信号共同参与解内交织和内码解码；内码解码输出经过符号到字节转换送入解外交织器；解外交织输出再进行外码解码；外码解码结束后，47H同步头已经恢复；对于解扰模块，47H同步头是直通的，而数据信息则需要解扰恢复。
6.根据权利要求5所述的MPEG同步头的处理方法，其特征在于外码编码是RS编码；外交织是字节卷积交织。
7.根据权利要求5或6所述的MPEG同步头的处理方法，其特征在于内码编码是格型编码、卷积编码、TPC编码和NR(Nordstrom-Robinson)编码中的一种，或者其组合。
8.根据权利要求5或6所述的MPEG同步头的处理方法，其特征在于内交织是比特交织或符号交织，或者其组合。
9.根据权利要求7所述的MPEG同步头的处理方法，其特征在于内交织是比特交织或符号交织，或者其组合。
全文摘要
本发明公开了一种数字电视地面广播传输系统中MPEG同步头的处理方法。在发送端，MPEG II包的同步头47H不参与扰码处理而直接通过扰码模块，扰码模块通过数据流中的预置信息或系统信息实现复位，从扰码模块出来的47H同步头与MPEGII包的经过扰码处理的其他信息数据共同参与发送端的后续处理；在接收端，47H同步头经过解调、解映射和信道解码处理之后，在进入解扰模块之前已经恢复，对于解扰模块，47H同步头是直通的，而数据信息则需要解扰恢复。该方法对输入TS流做到透明传输，即对同步信息不敏感，从而为今后拓展传输系统的应用留出余地，提高了系统适应性。
文档编号H04N5/04GK1638471SQ20041000025
公开日2005年7月13日 申请日期2004年1月12日 优先权日2004年1月12日
发明者张文军, 孙军, 王匡, 葛建华 申请人:上海交通大学, 浙江大学, 西安电子科技大学