专利名称：用于数字无线电广播接收机的存储空间和功率减少的系统、方法和计算机可读介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及減少数字无线电广播接收机中的存储空间和功率使用。
背景技术：
数字无线电广播技术将数字音频和数据服务传送到移动的、便携式的和固定的接收机。称为带内同频(IBOC)数字音频广播(数字无线电广播)的ー种数字无线电广播使用处于现有的中频(MF)和甚高频(VHF)无线电频带中的地面发射机。由iBiquity数字公司开发的HD Radio 技术是用于数字无线电广播和接收的IBOC实现方式的ー个例子。可以以包括模拟调制的载波结合多个数字调制的载波的混合格式或其中不使用模拟调制的载波的全数字格式来发送IBOC数字无线电广播信号。使用该混合模式，广播商能够继续传送模拟AM和FM，同时传送质量更高的和更为強大的数字信号，这使得它们和它们的听众能从模拟转换到数字无线电，同时维持它们当前的频率分配。数字传输系统的ー个特征是同时发送数字化的音频和数据的固有能力。从而，该技术也允许来自AM和FM无线电台的无线数据服务。该广播信号可以包括诸如艺术家、歌曲标题和电台呼叫字母的元数据。也可以包括关于事件、交通和天气的特殊消息。例如，当用户收听无线电台时，可以在无线电接收机的显示器上滚动显示交通信息、天气预报、新闻和体育比赛得分。IBOC数字无线电广播技术能提供优于现有的模拟广播格式的数字质量音频。因为在现有的AM或FM通道分配的频谱掩蔽内发送每个IBOC数字无线电广播信号，其不需要新的频谱分配。IBOC数字无线电广播提升了频谱的经济性，同时使得广播商能提供数字质量的音频给现有的听众群体。多播，即在AM或FM频谱中的一个通道上传送若干个音频节目或服务的能力，使得电台能在主频率的任何子通道上广播多个服务和补充节目。例如，多个数据服务可包括替代性的音乐格式、本地交通、天气、新闻和体育。使用调谐或捜索功能，可以以与传统电台频率相同的方式访问该补充服务和节目。例如，如果模拟调制信号以94. IMHz为中心，则IBOC中的相同广播可包括补充服务94. 1-2,94. 1-3。可以将高度专门化的补充节目递送给紧密定位的听众，这可以为广告商创造将他们的品牌与节目内容相结合的更多机会。如本文中使用的，多播包括在单个数字无线电广播通道中或在单个数字无线电广播信号上发送ー个或多个节目。多播内容可包括主节目服务(MPS)、补充节目服务(SPS)、节目服务数据(PSD)和/或其他广播数据。国家无线电系统委员会，ー个由国家广播商协会和消费电子协会资助的标准制定组织，于2005年采用了定名为NRSC-5的IBOC标准。通过引用而将其公开结合在本文中的NRSC-5及其更新给出了对在AM和FM广播通道上广播数字音频和从属数据的要求。该标准及其參考文献包含对射频/传输子系统以及传送和服务复用子系统的详细说明。可以于http://www. nrscstandards. org/SG. asp 从NRSC获得该标准的副本。iBiquity 的 HD Radio技术是该NRSC-5IB0C标准的一种实现方式。可以于WWW. hdradio. com和www. ibiquity.com找到关于HD Radio技术的进ー步信息。其他类型的数字无线电广播系统包括诸如卫星数字音频无线电服务(SDARSjnXM无线电、Sirius)、数字音频无线电服务(DARS，如WorldSpace)的卫星系统以及诸如世界数字无线电(DRM)、Eureka 147 (品牌名为数字无线电广播数字音频广播)、数字无线电广播第二版以及FMeXtra的地面系统。如本文中使用的，短语“数字无线电广播”涵盖包括带内同频广播以及其他数字地面广播和卫星广播在内的数字音频广播。处于最高功能层的典型数字无线电广播接收机实施方式要求动态存储空间分配，然而，这些分配的数量对成本和大小优化而言可能过大。在一定程度上，典型地可以一定程 度地減少所需的存储空间数量，而不影响功能。然而，这样的減少可能最终导致性能下降， 这可以体现为较慢的接收机响应和关于服务(可得到但未被选作当前使用)的有限的即时信息。进ー步的存储空间减少可能导致接收机功能的減少，且在某些情况下是不可接受的。涉及大量接收机存储空间的ー个具体操作是解交织。数字无线电接收机中的基于块的解交织技术需要大量使用处理器，且通常要求存储空间中的两个完全的地址表。从而，減少解交织的存储空间要求将导致数字无线电广播接收机处的显著的存储空间和功率减少。此外，典型的接收机实施方式采用对物理层(层I)的完全处理，该处理超出了接收机提供的数据的实际内容与比特率。在音频的情况下，超过ー个音频服务的存在可能导致对用户不能听到的音频服务的解交织和解码，因此浪费了接收机的处理资源和存储空间。在数据的情况下，可以在任何逻辑通道内传送数据服务，每个逻辑通道可以包括若干子通道。因此，当接收机变得知晓某个数据服务时，它可能不得不处理大量逻辑通道和子通道来提供仅仅ー个感兴趣的服务。再一次地，该额外的处理浪费了接收机的处理和存储空间资源。本发明人已经发现，通过提高解交织存储空间和操作的效率和/或使其他不必要的操作最少化，可以以更少的存储空间和功率要求实施数字无线电广播接收机。
发明内容
本发明的实施例针对可以满足这些需求的系统和方法。根据示范性实施例，公开了成块地解交织于数字无线电广播接收机处接收的数据的处理器实施的方法。该方法包括具有η行和k列地址的存储空间块，其中该块包括单张表；在数字无线电广播接收机处接收数字无线电广播信号；将该数字无线电广播信号解调为多个交织的数据单元；对于来自该流的至少ー个系列的nXk个数据単元，确定指针步长；且对于该系列中的每个数据单元，根据指针步长计算该块中的地址；从该地址读输出数据单元；以及将来自该多个交织的数据单元的输入数据单元写入该地址，使得所述输出数据单元表示成块解交织的数据单元。根据其他的示范性实施例，公开了减少数字无线电广播接收机的功率使用的处理器实施的方法。该方法包括在该数字无线电广播接收机处接收数字无线电广播信号；解调该数字无线电广播信号；映射包括在该解调的信号的信号中的一组服务；从该映射的ー组服务中选择ー个或多个服务；从解交织器读与该选择的服务相关的数据和开销字节；以及丢弃与未选择的服务相关的数据字节。描述了包括处理系统以及耦合到该处理系统的存储空间的一种系统，其中该处理系统被配置成执行上述方法。可以在非暂态的计算机可读存储介质中包含适于使处理系统执行上述方法的计算机编程指令。
结合以下说明、所附权利要求和附图可以更好地理解本公开的这些和其他特征、方面以及优点，其中 图I示出了一张框图，该框图提供了根据某些实施例的系统的总览；图2是混合式FM IBOC波形的示意图；图3是扩展的混合式FM IBOC波形的示意图；图4是全数字FM IBOC波形的示意图；图5是混合式AM IBOC波形的示意图；图6是全数字AM IBOC波形的示意图；图7是根据某些实施例的AM IBOC数字无线电广播接收机的功能框图；图8是根据某些实施例的FM IBOC数字无线电广播接收机的功能框图；图9a和9b是从广播角度来看的IBOC数字无线电广播逻辑协议栈的简图；图10是从接收机角度来看的IBOC数字无线电广播逻辑协议栈的简图；图11示出了根据某些实施例的、在填充76个比特后的示范性的发射机成块交织器表(即两张表)；图12示出了在接收76个比特后传统的接收机成块解交织器表(即两张表)；图13示出了根据某些实施例的、在填充150个比特后的示范性的发射机成块交织器表(即两张表)；图14示出了在接收150个比特后传统的接收机成块解交织器表(即两张表)；图15示出了根据某些实施例的、在填充207个比特后的示范性的发射机成块交织器表(即两张表)；图16示出了在接收207个比特后传统的接收机成块解交织器表(即两张表)；图17示出了根据某些实施例的成块交织数据的示范性流；图18示出了根据某些实施例的用于成块解交织在数字无线电广播接收机处接收的数据的示范性技术；图19示出了根据某些实施例的在接收76个比特后的示范性的接收机成块解交织器的单张表；图20示出了根据某些实施例的在接收150个比特后的示范性的接收机成块解交织器的单张表；图21示出了根据某些实施例的在接收207个比特后的示范性的接收机成块解交织器的单张表；
图22a和22b示出了根据某些实施例的示范性的单张表成块解交织器度和写数据流；图23示出了根据某些实施例的減少数字无线电广播接收机的功率使用的示范性技术；图24示出了根据某些实施例的示范性的数据控制服务。
具体实施例方式本发明提供了可能导致数字无线电广播接收机中存储空间和功率的使用減少的方法、系统和处理器可读介质。在某些实施例中，这些方法可以仅涉及接收机设计。
图1-10和本文中所附的说明提供了对示范性的IBOC系统、示范性的广播设备结构和运行以及示范性的接收机结构和运行的一般描述。图11-24以及本文中所附的说明提供了对根据本发明的示范性实施例的、用于减少数字无线电广播接收机中的存储空间和功率使用的示范性方法。尽管在示范性的IBOC系统中给出本发明的各个方面，应当懂得，本发明不限于IBOC系统，且本文中的教导也适用于其他形式的数字无线电广播。如本文中所称的服务是用于经由射频广播来传送内容的任何模拟或数字介质。例如，在IBOC无线电信号中，可以将IBOC无线电信号、模拟调制信号、数字主节目服务、以及数字补充节目服务全部视为服务。服务的其他例子可以包括有条件访问的节目(CA)，它们是要求特定的访问代码的节目，且可以是诸如例如游戏或音乐会的广播的音频。服务的进一歩例子可以包括有条件访问(CA)的数据服务，其要求特定的访问代码且可以是诸如例如交通更新服务、多媒体和其他文件、以及服务信息指引(SIG)的数据。本文中所称的服务标识符指向特定的服务。例如，如果模拟调制信号以94. IMHz为中心，则服务标识符可以指94. IMHz的无线电频率。此外，数字无线电广播中的相同广播可以包括一些补充的音频和数据服务，且每个这些服务可以具有其自身的服务标识符。而且，本文中所称的数据单元可以是个体的比特、半字节、字节或任何其他数据单位。參考附图，图I是可用于广播FM IBOC数字无线电广播信号的播音室场所10、FM发射机场所12以及播音室发射机链路(STL) 14的相关部件的功能框图。该播音室场所包括播音室自动化设备34，包含进ロ器18、出口器20、激励器辅助服务单元(EASU) 22的总运行中心(EOC) 16等。STL发射机48将EOC与发射机场所连接。该发射机场所包括STL接收机54、包含激励器引擎(exgine)子系统58的激励器56、以及模拟激励器60。尽管在图I中该出ロ器位于无线电台的播音室场所，且激励器位于发射机场所，但这些元件可以共同位于发射机场所。在该播音室场所，该播音室自动化设备将主节目服务(MPS)音频42提供给EASU，将MPS数据40提供给出口器，将补充节目服务(SPS)音频38提供给进ロ器、以及将SPS数据36提供给进ロ器。MPS音频用作主音频节目源。在混合模式中，其在模拟和数字传输两者中均保留现存的模拟无线电节目格式。也称为节目服务数据(PSD)的MPS数据或SPS数据，包括诸如音乐标题、艺术家、专辑名称等信息。补充节目服务可以包括辅助的音频内容以及节目服务数据。该进ロ器包含用于提供先进应用服务(AAS)的硬件和软件。AAS可包括未被划分为MPS、SPS或电台信息服务(SIS)的任何类型的数据。SIS提供电台信息，诸如呼叫信号(call sign)、绝对时间、与GPS相关的位置等。AAS数据的例子包括服务信息指引(SIG)(其提供详细的电台服务信息)，以及用于电子节目指引、导航地图、实时交通和天气信息、多媒体应用、其他音频服务、以及其他数据内容的数据服务。AAS的内容可以由服务提供商44提供，其经由应用程序接ロ(API)将服务数据46提供给该进ロ器。该服务提供商可以是位于播音室场所的广播商或服务和内容的外包的第三方供应商。该进ロ器可以建立多个服务提供商之间的会话连接。该进ロ器编码和复用服务数据46、SPS音频38和SPS数据36，以生成出ロ器链路数据24，该数据经由数据链路输出到该出ロ器。作为该AAS的一部分，该进ロ器也编码SIG，其中其通常识别和描述服务。例如，该SIG可以包括识别当前频率上可得到的服务的体裁(如MPS音频以及任何SPS音频的体裁)的数据。出ロ器20包含提供主节目服务和SIS用于广播必需的硬件和软件。该出ロ器在音频接口上接受数字MPS音频26，且压缩该音频。该出ロ器也复用MPS数据40、出口器链路数据24以及该压缩的数字MPS音频，以产生激励器链路数据52。此外，该出口器在其音频接口上接受模拟MPS音频28和将预先編制的延时应用于该音频，以产生延时的模拟MPS音频信号30。可以将该模拟音频作为混合式IBOC数字无线电广播广播的后备通道进行广播。该延时对该数字MPS音频的系统延时进行补偿，这允许接收机在数字和模拟节目之间进行混合，而不存在时间偏移。在AM传输系统中，该延时的MPS音频信号被该出ロ器转换成单声道信号且被作为该激励器链路数据52的一部分直接发送到该STL。该EASU 22从该播音室自动化设备接受MPS音频42，将其速率转换成适当的系统时钟，并输出该信号的两份副本ー份数字副本(26)和一份模拟副本(28)。该EASU包括连接到天线25的GPS接收机。该GPS接收机允许该EASU得出主时钟信号，通过使用GPS単元，该主时钟信号被同步为激励器的时钟。该EASU提供由该出口器使用的主系统时钟。该EASU也被用于在该出ロ器具有灾难性故障且不再运行的情况下将该模拟MPS音频旁路(或重新导向)，使其不通过该出ロ器。可以将该被旁路的音频32直接馈入该STL发射机，这消除了停滞情形(dead-air event)。STL发射机48接收延时的模拟MPS音频50和激励器链路数据52。其在STL链路14上输出激励器链路数据和延时的模拟MPS音频，该STL链路可以是单向的或是双向的。该STL链路可以例如是数字微波或以太网链路，且可以使用标准的用户数据报协议或标准的 TCP/IP。该发射机场所包括STL接收机54、激励器引擎(exgine) 56和模拟激励器60。该STL接收机54接收STL链路14上的激励器链路数据，其包括音频和数据信号以及命令和控制消息。该激励器链路数据被传递到激励器56，这产生了 IBOC数字无线电广播波形。该激励器包括主机处理器、数字上变频器、RF上变频器以及exgine子系统58。该exgine接受激励器链路数据且调制该IBOC数字无线电广播波形的数字部分。激励器56的该数字上 变频器将该exgine输出的基带部分从数字转换到模拟形式。该数模转换基于GPS时钟，该时钟与该出口器的从该EASU得出的基于GPS的时钟相同。从而，激励器56包括GPS单元和天线57。在美国专利7，512，175中可以找到用于同步该出ロ器和激励器时钟的另ー种方法，通过引用将该专利全部加入本文中。该激励器的该RF上变频器将该模拟信号上变频到合适的带内通道频率。然后，将该上变频的信号传递到该高功率放大器62和天线64，以用于广播。在AM传输系统中，在混合模式中，该exgine子系统连贯地将该后备的模拟MPS音频加到该数字波形，从而，该AM传输系统不包括该模拟激励器60。此外，在AM传输系统中，该激励器56产生相位和幅度信息，且该模拟信号被直接输出到该高功率放大器。使用多种波形，可以在AM和FM无线电频带两者中发送IBOC数字无线电广播信号。这些波形包括FM混合式IBOC数字无线电广播波形、FM全数字IBOC数字无线电广播波形、AM混合式IBOC数字无线电广播波形、以及AM全数字IBOC数字无线电广播波形。图2是混合式FM IBOC波形70的示意图。该波形包括位于广播通道74的中心处的模拟调制信号72、上部边频带78中的第一多个均匀间隔的正交频分复用子载波76、以及下部边频带82中的第二多个均匀间隔的正交频分复用子载波80。这些数字调制子载波被分成分区，且各种子载波被指定为參考子载波。一个频率分区是由包含18个数据子载波和I个參考子载波的19个OFDM子载波形成的组。
该混合式波形包括模拟FM调制信号加上数字调制的第一主子载波。这些子载波位于均匀间隔的频率位置处。这些子载波位置被编号为从-546至+546。在图2的波形中，这些子载波位于+356至+546以及-356至-546的位置。每个第一主边频带由十个频率分区组成。也包括在该第一主边频带中的子载波546和-546是额外的參考子载波。可以用幅度缩放因子对每个子载波的幅度进行缩放。图3是扩展的混合式FMIBOC波形90的示意图。该扩展的混合式波形是通过将第ー扩展边频带92、94加入该混合波形中存在的该第一主边频带而形成的。可以将ー个、ニ个或四个频率分区加入每个第一主边频带的内部边缘。该扩展的混合式波形包括该模拟FM信号加上数字调制的第一主子载波(子载波+356至+546以及-356至-546)以及ー些或所有第一扩展的子载波(子载波+280至+355以及-280至-355)。该上部的第一扩展边频带包括子载波337至355 ( 一个频率分区)、318至335 (两个频率分区)或280至355 (四个频率分区)。该下部的第一扩展边频带包括子载波-337至-355 ( 一个频率分区)、_318至-335 (两个频率分区)或-280至-355 (四个频率分区)。可以通过幅度缩放因子来缩放每个子载波的幅度。图4是全数字FM IBOC波形100的示意图。该全数字波形通过禁用模拟信号、完全扩展该第一数字边频带102、104的带宽以及在模拟信号退出的谱中加入低功率的第二边频带106、108构造而成。该所示的实施例中的该全数字波形包括子载波位置-546至+546处的数字调制的子载波，且不存在模拟的FM信号。除该十个主频率分区之外，该全数字波形的每个第一边频带中存在所有四个扩展的频率分区。每个第二边频带也具有十个第二主(SM)和四个第二扩展(SX)频率分区。然而，不同于该第一边频带，该第二主频率分区被映射到接近该通道中心，且该扩展的频率分区更远离该中心。每个第二边频带也支持包括12个OFDM子载波以及參考子载波279与-279的小的第二受保护(SP)区110、112。这些边频带称为“受保护的”，因为它们位于最不可能受到模拟或数字干扰的谱区域中。在通道(O)的中心处放置了额外的參考子载波。不适用SP区域的频率分区排序，因为该SP区域不包含频率分区。每个第二主边频带跨越I至190或-1至-190的子载波。该上部的第二扩展边频带包括子载波191至266，且该上部的第二受保护边频带包括子载波267至278，加上额外的參考子载波279。该下部的第二扩展边频带包括子载波-191至-266，且该下部的第二受保护边频带包括子载波-267至-278，加上额外的參考子载波-279。该整个全数字频谱的全部频率范围可以多达396，803Hz。可以通过幅度缩放因子来缩放每个子载波的幅度。在每个波形中，使用正交频分复用(OFDM)来调制该数字信号。OFDM是ー种并行调制方案，在其中数据流调制同时发送的大量正交子载波。OFDM本质上是灵活的，易于允许将逻辑信道映射到不同组的子载波。、在混合波形中，在该混合波形中的模拟FM信号的任ー侧的第一主(PM)边频带中发送该数字信号。每个边频带的功率电平明显低于该模拟FM信号中的总功率。该模拟信号可以是单声道的或是立体声的，且可以包括辅助通信授权(SCA)通道。在该扩展的混合波形中，可以向该模拟FM信号扩展该混合边频带的带宽，以增加数字容量。分配给每个第一主边频带的内边缘的该额外的频谱称为第一扩展(PX)边频帯。在该全数字波形中，去除了模拟信号，且如同在扩展的混合波形中一祥，完全地扩展了该第一数字边频带的带宽。此外，该波形允许在模拟FM信号退出的频谱中发送低功率的数字的第二边频帯。图5是AM混合式IBOC数字无线电广播波形120的示意图。该混合格式包括传统的AM模拟信号122 (带限至约±5kHz)连同接近30kHz宽的数字无线电广播信号124。该频谱被包含在具有约30kHz的带宽的通道126内。该通道被分为上部的130个和下部的132个频帯。该上部频带从该通道的中心频率起扩展到距该中心频率约+15kHz。该下部频带从该中心频率起扩展到距该中心频率约-15kHz。在一个例子中，该AM混合式IBOC数字无线电广播信号格式包括该模拟调制载波信号134加跨越该上部和下部频带的OFDM子载波位置。在这些子载波上发送代表要发送的音频或数据信号的编码数字信息(节目材料)。由于码元之间的保护时间的缘故，该码元速率小于该子载波间隔。如图5中所示，该上部频带被分成第一部分136、第二部分138、以及第三部分144。该下部频带被分成第一部分140、第二部分142和第三部分143。为了本说明的目的，可以将第三部分143和144视为包括在图5中被标记为146和152的多个子载波的组。该第三部分内的位置接近通道中心的子载波称为内部子载波，且该第三部分内的位置更远离该通道中心的子载波称为外部子载波。在该例子中，该第三部分中的子载波组146和152具有基本恒定的功率电平。图5也示出了用于系统控制的两个參考子载波154和156，其电平固定在不同于其他边频带的值上。数字边频带中的子载波的功率显著地小于模拟AM信号中的总功率。给定的第一或第二部分内的每个OFDM子载波的电平固定在恒定的值。可以相对于彼此缩放第一或第二部分。此外，在位于主载波的任一侧的參考子载波上发送状态和控制信息。可以在正好位于该上部和下部第二边频带的频率边缘之上和之下的个体的子载波中发送诸如IBOC数据服务(IDS)信道的独立的逻辑信道。相对于该未调制的主模拟载波，每个第一 OFDM子载波的功率电平是固定的。然而，该第二子载波、逻辑信道子载波和第三子载波的功率电平是可调节的。使用图5的调制格式,在为美国的标准的AM广播规定的通道掩蔽(channel mask)内发送该模拟调制载波和该数字调制子载波。该混合系统使用该模拟AM信号来调谐和备用。图6是用于全数字AM IBOC数字无线电广播波形的子载波指派的示意图。该全数字AM IBOC数字无线电广播信号160包括位于上部和下部频带166和168中的均匀间隔的子载波(称为第一子载波)的第一和第二组162和164。分别称为第二和第三子载波的子载波的第三和第四组170和172也位于上部和下部频带166和168中。第三组的两个參考子载波174和176最接近信道的中心。子载波178和180能用于发送节目信息数据。图7是AM IBOC数字无线电广播接收机200的相关部件的简化的功能框图。尽管为示范性目的仅示出了接收机200的某些部件，但是显然，该接收机可以包括ー些额外的部件，且可以分布在具有调谐器和前端、扬声器、遥控器、各种输入/输出设备等的ー些独立的封闭体内。该接收机200具有包括连接到天线204的输入端202的调谐器206。该接收机也包括前端201，其包括用于在线210上产生基带信号的数字下变频转换器208。模拟 解调器212解调该基带信号的模拟调制部分，以在线214上产生模拟音频信号。数字解调器216解调该基带信号的数字调制部分。随后该数字信号由解交织器218进行解交织，以及由Viterbi解码器220解码。服务去复用器222将主节目信号和补充节目信号从数据信号中分离开来。处理器224处理节目信号，以在线226上生成数字音频信号。如框228中所示，该模拟和主数字音频信号被混合，或让补充数字音频信号通过，以生成线230上的音频输出。数据处理器232处理该数据信号，且生成线234、236和238上的数据输出信号。数据线234、236和238被一同复合至合适的总线上，例如内置集成电路(I2C)、串行外围设备接ロ(SPI)、通用异步接收/发送装置(UART)、或通用串行总线(USB)。数据信号可以包括例如SIS、MPS数据、SPS数据以及ー个或多个AAS。主机控制器240接收和处理数字信号(例如，SIS、MPSD, SPSD和AAS信号)。主机控制器240包括与显示控制単元(DCU) 242和存储模块244耦联的微控制器。可以使用任何合适的微控制器，例如Atmel AVR 8-位精简指令系统计算机(RISC)微控制器、高级RISC机(ARM ) 32-位微控制器或任何其他合适的微控制器。此外，主机控制器240的部分或全部功能可以在基带处理器中进行(例如处理器224和/或数据处理器232)。DCU242包括控制显示(其可以是任何合适的视觉显示例如IXD或LED显示)的任何合适的I/O处理器。在某些实施方案中，D⑶242也可以控制用户输入部件例如触频显示。在某些实施方案中，主机控制器240也可以控制来自键盘、拨号盘、旋钮或其他合适的输入装置的用户输入。存储模块244可包括任何合适的数据存储介质例如RAM、闪存ROM (例如SD存储卡)和/或硬盘驱动。在某些实施方案中，存储模块244可被包括在与主机控制器240连通的外部部件中，例如远程控制。图8a是FM IBOC数字无线电广播接收机250的相关部件的简化的功能框图。尽管为示范性目的仅示出了接收机250的某些部件，但是显然，该接收机可以包括一些额外的部件，且可以分布在具有调谐器和前端、扬声器、遥控器、各种输入/输出设备等的ー些独立的封闭体内。该示例性接收机包括具有连接到天线254的输入端252的调谐器256。该接收机还包括前端251。将来自调谐器256的信号提供给模数转换器和数字下变频转换器258，以在输出端260产生包括一系列复数信号样本的基带信号。这些信号样本是复数的，因为每个样本包括“实”分量和“虚”分量。模拟解调器262解调该基带信号的模拟调制部分，以在线264上产生模拟音频信号。接下来，由边频带隔离滤波器266对该采样的基带信号的数字调制部分进行滤波，该隔离滤波器具有通带频率响应，该响应包括存在于接收的OFDM信号中的子载波fl-fn的总集。第一相邻消除器268抑制第一相邻干扰器的影响。复数信号269被路由到采集模块296的输入端，其从表示在接收的复数信号298中的接收的OFDM码元获得或复原OFDM码元时序偏移或误差以及载波频率偏移或误差。采集模块296形成码元时序偏移At和载波频率偏移Af，以及状态和控制信息。然后，将该信号解调(框272)，以解调该基带信号的数字调制部分。然后，该数字信号由解交织器274解交织、且由Viterbi解码器276解码。服务去复用器278将主节目信号和补充节目信号从数据信号中分离出来。处理器280处理该主节目信号和补充节目信号，以产生线282上的数字音频信号和MPSD/SPSD 281。如框284中所示，混合该模拟和主数字音频信号，或让该补充节目数据通过，以在线286上产生音频输出。数据处理器288处理这些数据信号，并在线290,292和294上产生数据输出信号。数据线290、292和294可被一同复合到合适的总线例如I2C、SPI、UART或USB上。数据信号可以包括例如SIS、MPS数据、SPS数据以及ー个或多个AAS。主机控制器296接收和处理数字信号(例如，SIS、MPS数据、SPS数据和AAS)。主 机控制器296包括与D⑶298和存储模块300耦联的微控制器。可以使用任何合适的微控制器，例如Atmel AVR 8-比特Risc微控制器、高级Risc机(ARM ) 32-比特微控制器或任何其他合适的微控制器。此外，主机控制器296的部分或全部功能可以在基带处理器中进行(例如处理器280和/或数据处理器288)。D⑶242包括控制显示(其可以是任何合适的视觉显示例如IXD或LED显示)的任何合适的I/O处理器。在某些实施方案中，D⑶298也可以控制用户输入部件例如触频显示。在某些实施方案中，主机控制器296也可以控制来自键盘、拨号盘、旋钮或其他合适的输入装置的用户输入。存储模块300可包括任何合适的数据存储介质例如RAM、闪存ROM (例如SD存储卡)和/或硬盘驱动。在某些实施方案中，存储模块300可被包括在与主机控制器296连通的外部部件中，例如远程控制。在实践中，可以使用ー个或多个集成电路实施在图7和图8a的接收机中所示的许多信号处理功能。例如，尽管在图7和8a中，信号处理框、主机控制器、DCU和存储模块作为独立的部件显示，这些部件中的两个或多个部件的功能可以组合在单个的处理器中(例如，系统单晶片(SoC))。图9a和9b是从发射机角度来看的IBOC数字无线电广播逻辑协议栈的简图。从接收机角度来看，将在相反的方向上遍历该逻辑栈。大部分在该协议栈内的各实体间传递的数据呈协议数据単元(PDU)的形式。ー个PDU是结构化的数据块，其由该协议栈的特定层产生(或在层内处理)。给定层的PDU可以封装来自该栈的下一个较高的层的PDU和/或包括在该层(或进程)本身产生的内容数据和协议控制信息。由发射机协议栈中的每个层(或进程)生成的PDU是接收机协议栈中的相应层(或进程)的输入。如图9a和9b中所示，存在配置管理器330，其是将配置和控制信息提供给协议栈内的各个实体的一项系统功能。该配置/控制信息可包括用户定义的设置，以及从系统内产生的信息，诸如GPS时间和位置。该服务接ロ 331代表所有服务的接ロ。对于各种类型服务中的每ー种，该服务接ロ可以不同。例如，对于MPS音频和SPS音频，该服务接ロ可以是音频卡。对MPS数据和SPS数据而言，这些接ロ可以呈不同应用程序接ロ(API)的形式。对所有其他数据服务而言，该接ロ呈单个API的形式。音频编解码器332编码MPS音频和SPS音频两者，以产生MPS和SPS音频编码分组的核心流(流O)以及可选的增强流(流I)，这些流被传递到音频传送器333。音频编解码器332也将未使用的容量状态中继到系统的其他部分，从而允许将机会性数据包括进来。MPS和SPS数据由节目服务数据(PSD)传送器334处理，以产生MPS和SPS数据H)U，这些PDU被传送到音频传送器333。音频传送器333接收编码的音频分组与PSD H)U，且输出包含压缩的音频和节目服务数据两者的比特流。SIS传送器335从该配置管理器接收SIS数据，并生成SIS PDU0 SIS PDU能包含电台识别和位置信息，关于音频和数据服务的标识，以及与GPS相关的绝对时间和位置，以及电台传输的其他信息。该AAS数据传送器336从服务接ロ接收AAS数据，且从音频传送器接收机会性带宽数据，并生成AAs数据rou，其可基于服务质量參数。这些传送和编码功能统称为协议栈的层4，且相应的传送器PDU称为层4PDU或L4TOU。层2，其为通道复用层(337)，从SIS传送器、AAS数据传送器、以及音频传送器接收传送器TOU，并将它们格式化成层2PDU。层2PDU包括协议控制信息和有效载荷，该有效载荷可以是音频、数据或音频和数据的组合。层2PDU被路由通过正确的逻辑通道到达层I (338)，其中逻辑通道是以规定的服务等级引导LlPDU通过层I的信号路径，且可能被映射到预先确定的子载波的集合中。存在基于服务模式的多个层I逻辑通道，其中服务模式是指定呑吐量、性能水平以及选定的 逻辑通道的操作參数的具体配置。对每个服务模式而言，活动的层I逻辑通道的数目以及定义它们的特性是不同的。状态信息也在层2和层I之间传递。层I将来自层2的rou以及系统控制信息转换成AM或FM IBOC数字无线电广播波形，以供传输。层I处理可以包括扰频、通道编码、交织、OFDM子载波映射以及OFDM信号生成。OFDM信号生成的输出是复数的、基带的时域脉冲，其表示特定码元的IBOC信号的数字部分。连接离散的码元，以形成连续的时域波形，其被调制来产生IBOC波形以供传输。图10示出从接收机角度来看的逻辑协议栈。IBOC波形由物理层层I接收(560)，该层解码该信号，且处理该信号，以将该信号分成逻辑通道。逻辑通道的数目和种类将取决于服务模式，且可以包括逻辑通道P1-P4、PIDS、S1-S5以及SIDS。此外，数据服务逻辑通道可通过例如时分多路复用被分成子通道。层I生成对应于逻辑通道的Lirou，并将这些rou发送到层2 (565)，该层2将Lirou去复用，以产生SIS rou、AAS rou、以及流ο(核心)音频PDU和流I(可选增强的)音频PDUo然后，由SIS传送器570处理该SIS PDU,以产生SIS数据，由AAS传送器575处理AASPDU,以产生AAS数据，且由PSD传送器580处理PSD PDU,以产生MPS数据(MPSD)和任何SPS数据(SPSD)。压缩的PSD数据也可被包括在AAS PDU中，然后由AAS运输处理器575处理然后在线577上递送至PSD运输处理其580以进ー步处理和生成MPSD或SPSD。将SIS数据、AAS数据、MPSD和SPSD发送到用户接ロ 585。然后，如果用户请求，可以显示SIS数据。类似的，可以显示MPSD、SPSD或任何基于文本或图像的AAS数据。该流O和流IPDU由层4(由音频传送器590和音频解码器595组成)处理。可能存在对应于在IBOC波形上接收的节目数目的多达N个的音频传送器。每个音频传送器产生对应于每个接收的节目的编码的MPS分组或SPS分组。层4从该用户接ロ接收控制信息，其包括诸如用于存储或播放节目的命令，以及用于搜寻或扫描广播全数字或混合式IBOC信号的无线电台的命令。层4也将状态信息提供给该用户接ロ。以下提供了对在数字无线电广播接收机中解交织的新颖技术的描述。首先，为说明目的结合图11-17描述了传统的成块交织和解交织过程。然后，结合图18-22提供了根据本发明的示范性实施例的用于解交织数据的技术的描述。交织是在数字无线电通信中用来减轻对通信信道的干扰的影响(即减轻突发错误)的技术。通常，在数字无线电广播通信中使用成块交织器/解交织器。图11-17示出了传统的成块交织实施方式，其将两张表用于发射机侧的交织器，且将两张表用于接收机侧的解交织器。为了简化说明，假设发射机和接收机之间为同步的时间，且因此忽略通常使用的并可能与交织/解交织过程无关的中间缓存。此外，将数据単元的可得性假设为仅根据需要(即实时的)，忽略可能出现的中间突发，因为这不影响该例子。典型的传统成块交织器如下运作。首先，在发射机存储空间中提供ー对η行k列的表(本文称为写入表和读出表)。从而，具有η行和k列的传统的成块交织器要求发射机侧的2X (n -k)个存储空间地址。例如，图11中所示的示范性的发射机写入和读出表具有11行和7列，从而要求154个存储空间地址。类似地，典型的传统成块解交织器由在接 收机存储空间中提供ー对η行k列的表开始(本文中也将其称为写入表和读出表)。例如，图12中所示的该示范性的接收机读出和写入表具有11行和7列，从而要求154个存储空间地址。图11示出了示范性的发射机交织器表。在发射机中，该写入表用于将数据单元输入交织器中，一旦该表被充满，则将发送这些数据単元。具体地，编码的数据单元从编码器输入，且从左到右逐列存储在写入表中。图11中所示的示范性的数据单元被编号I至76，以显示76个数据単元已经被填充到该写入表中，且ー个地址仍然未被填充(指明为“X”)。该读出表由发射机读取，以广播该数字无线电信号。具体地，逐行从上到下读取来自读出表的编码的数据单元，然后将它们输出以供发送。在操作中，一旦写入表已被填充了数据单元，该写入表便变成了读出表。在交织过程开始时，读出表未被填充，且因此在图11之中示出为包含“ X”。图12示出了传统的接收机成块解交织器表。在该接收机中，写入表用于输入从解调器接收的数据单元。具体地，编码的数据单元从解调器输入，并逐行从上到下顺次存储在写入表中。一旦该写入表已经被填充了数据，则其变成了读出表。參考图11的发射的读出表，在过程的开始，由于发射机的读出表未被填充，无意义的数据被发送到接收机，且图12中的接收机的写入表填充了示出为“X”的无意义数据。来自读出表的数据单元被读出到解码器，以供进一歩处理。具体地，来自读出表的编码的数据单元被从左到右逐列读出，然后输出到解码器。由于图12中的传统的成块解交织器中的写和读操作向不同的存储空间地址进行，该解交织过程采用了两个不同的存储空间地址计算和地址指针。图13和15示出了分别填充150个数据単元和207个数据単元后的发射机交织器表。如图13中所示，一旦来自图11的写入表已被填充，其便变为读出表，且存储在其中的数据被发射。图13也示出下一个连续的写入表开始顺次填充数据单元号78。图15类似地示出来自图13的写入表已变成读出表，且下ー个连续的写入表开始顺次填充数据单元号155。图14和16示出了分别填充150个数据単元和207个数据単元后的接收机成块解交织器表。如图14中所示，接收的头77个数据单元是示出为“X”的无意义数据，且因此读出表继续包含无意义的信息。然而，已开始接收第一个有意义的数据和将其逐行填充到写入表中。图16示出来自图14的写入表已经被填充且变为读出表，且下ー个连续的写入表开始逐行以数据单元号78填充。图17示出了来自发射机的交织数据广播的示范性流。可以看出，数据单元在该交织流中的顺序与从图13和15中所示的发射机读出表中读出的数据单元的顺序一致。可以看出，传统成块交织器的实施直接与数据段的生成相关。这些段典型地被视为连续的页，且相应地在连续的表中排序。类似地，传统的成块解交织器模仿该交织器，从而在连续的表上排序相同的数据。此外，可以看出，传统的成块解交织器为存储空间写入地址采用一个计算，且为不同的存储空间读出地址采用另ー计算。对于每一对解交织器读/写操作，这导致了两个地址计算操作和指向存储空间表的地址。应当注意，尽管发射机侧的存储空间可能不成问题，但接收机侧的存储空间大小通常是有限的。也应当注意，处理操作影响功耗，且为允许接收机侧的減少的功耗，可能减 少接收机侧的操作数目。此外，因为交织实际发生在发射机中，接收机可以使用不同方法来解交织数据。从而，可能希望结合本发明的某些示范性实施例描述的成块解交织新方法。在该新方法中，单张表的解交织器向相同地址执行连续的读和写操作。该新方法允许使用例如传统成块交织器一半的存储空间(即仅n *k个存储空间地址)。根据示范性实施例，不需要为任何中间的缓存要求或使用额外的存储空间。此外，该方法可以与传统的两张表的发射机侧成块交织器向后兼容，且在某些实施例中仅在接收侧(其中存储空间是关键的资源)实施。额外的优点可以包括为读和写操作两者计算和维持仅仅ー个地址指针的能力，而传统的方法典型地包括維持和计算两个不同的地址指针，一个指针用于读操作，一个指针用于写操作。图18示出了根据某些实施例的解交织在数字无线电广播接收机处接收的数据的示范性技木。图7和8中所示的示范性接收机的部件用于说明的目的。首先，在步骤800中，基带处理器201、251提供具有nXk个地址的存储空间块(在图19-21中为了示范的目的示出为η = 11行和k=7列)，其中该块包括单张表。该存储空间块可以是单一的存储空间块。该存储空间块被分配给解交织器功能218、274。本领域技术人员将能理解，只要分配了足够的存储空间，该存储空间块不必是连续的存储空间地址。例如，可以使用两个存储空间块，每个包含例如η · k/2个地址。接下来，在步骤802中，接收机接收数字无线电广播信号。在步骤804中，该解调器216、272然后将该数字无线电广播信号解调成多个数据単元，其在接收机侧被交织。尽管为了示范的目的仅描述了解调，本领域技术人员将懂得，如上所述，也典型地执行额外的处理。注意到，尽管这些数据単元可以存储在能由解交织器218、274访问的缓存器、队列、栈或任何其他合适的结构中，这样的存储可能需要额外的接收机存储空间，以及在某些实施例中，不被本文中所述的成块解交织新方法所要求。接下来，在步骤806中，对来自该多个交织的数据单元的每个系列的nXk个数据単元(即在nXk的数量中的ー个完整的读/写操作循环)，解交织器218、274执行以下操作。首先，在步骤808中，该解交织器确定本文中称为指针步长(Psz)的计算支持变量。对于第一个系列的nXk个数据単元，可以将指针步长(Psz)设置成Psz(1)=l。对于之后的每个系列，在开始该系列之前，如下计算Psz
权利要求
1. 一种成块解交织在数字无线电广播接收机处接收的数据的处理器实施的方法，包括: a.提供具有nXk个地址的存储空间块，其中该块包括单张表； b.在数字无线电广播接收机处接收数字无线电广播信号； c.将该数字无线电广播信号解调为多个交织的数据单元； d.对于至少ー个系列的nXk个数据单元， i.确定指针步长；以及 .对于该系列中的每个数据单元， .1.基于该指针步长计算该块中的地址； . 2.从该块中的该地址处读输出数据单元，使得所述输出数据单元表示成块解交织的数据单元；以及 .3.将来自该多个交织的数据单元的输入数据单元写入该块的该地址处。
2.如权利要求I所述的处理器实施的方法，其中所述输入数据单元未被在该存储空间块中连续排序。
3.如权利要求I所述的处理器实施的方法，其中如下确定指针步长Psz
4.如权利要求3所述的处理器实施的方法，其中对于解交织的第一次循环，该指针步长被设置为Psz⑴=I。
5.如权利要求3所述的处理器实施的方法，其中如下计算该块中的每个地址 a.对于从I至nXk的i，地址(ADDRp)如下i.对于i = 1，ADDRp(I) = I ；ii.对于i e [2, (η · k-1)],
6.如权利要求I所述的处理器实施的方法，其中该数据单元是比持。
7.如权利要求I所述的处理器实施的方法，包括 从用于第一系列的块读该输出数据单元，且将该输入数据单元写入用于下一系列的数据单元的块，使得在完成将输出数据单元从用于第一系列的块读出之前执行将输入数据单元的ー些写入用于下一系列的块， 其中从块中读出和向块中写入是对非连续的地址进行的。
8.一种用于減少数字无线电广播接收机的功率使用的处理器实施的方法，包括 a.在该数字无线电广播接收机处接收数字无线电广播信号； b.解调该数字无线电广播信号； c.映射包括在该解调的信号中的ー组服务；d.从映射的该组服务中选择ー个或多个服务； e.从解交织器读与该选择的服务相关的数据和开销分组；以及 f.丢弃与未选择的服务相关的数据分组。
9.如权利要求8所述的处理器实施的方法，还包括确定该数字广播接收机是否具有存储数据分组以供之后处理的能力。
10.如权利要求8所述的处理器实施的方法，还包括防止选择数字广播接收机对其不具有存储数据分组以供之后处理的能力的服务。
11.如权利要求8所述的处理器实施的方法，其中包括在解调的信号中的该组服务中 的至少ー个是数据服务。
12.如权利要求11所述的处理器实施的方法，还包括确定该数字无线电广播接收机是否具有解交织该至少ー个数据服务的能力。
13.如权利要求11所述的处理器实施的方法，还包括确定该数字无线电广播接收机是否具有解码该至少ー个数据服务的能力。
14.如权利要求12所述的处理器实施的方法，还包括防止选择数字广播接收机对其不具有解交织能力的数据服务。
15.如权利要求13所述的处理器实施的方法，还包括防止选择数字广播接收机对其不具有解码能力的数据服务。
16.ー种数字无线电广播接收机，其经配置以执行对数据的成块解交织，其包括 处理系统；以及 耦合到该处理系统的存储空间，其中该处理系统被配置成执行包括以下步骤的步骤 a.提供具有nXk个地址的存储空间块，其中该块包括单张表； b.在数字无线电广播接收机处接收数字无线电广播信号； c.将该数字无线电广播信号解调为多个交织的数据单元； d.对于至少ー个系列的nXk个数据单元， i.确定指针步长；以及 .对于该系列中的每个数据单元， 1.基于该指针步长计算该块中的地址； 2.从该块中的该地址处读输出数据单元，使得所述输出数据单元表示成块解交织的数据单元；以及 3.将来自该多个交织的数据单元的输入数据单元写入该块的该地址处。
17.如权利要求16所述的数字无线电广播接收机，其中所述输入数据单元未被在该存储空间块中连续排序。
18.如权利要求16所述的数字无线电广播接收机，其中如下确定指针步长Psz
19.如权利要求18所述的数字无线电广播接收机，其中对于解交织的第一次循环，该指针步长被设置为Psz(1) = I。
20.如权利要求18所述的数字无线电广播接收机，其中如下计算该块中的每个地址 a.对于从I至nXk的i，地址(ADDRp)如下 i.对于i = 1，ADDRp(I) = I ；ii.对于i e [2, (η · k-1)],
21.如权利要求16所述的数字无线电广播接收机，其中该数据单元是比持。
22.如权利要求16所述的数字无线电广播接收机，包括 从用于第一系列的块读该输出数据单元，且将该输入数据单元写入用于下一系列的数据单元的块，使得在完成将输出数据单元从用于第一系列的块读出之前执行将输入数据单元的ー些写入用于下一系列的块， 其中从块中读出和向块中写入是对非连续的地址进行的。
23.ー种数字无线电广播接收机，其经配置以减少功率使用，其包括 处理系统；以及 耦合到该处理系统的存储空间，其中该处理系统被配置成执行包括以下步骤的步骤 a.在该数字无线电广播接收机处接收数字无线电广播信号； b.解调该数字无线电广播信号； c.映射包括在该解调的信号中的ー组服务； d.从映射的该组服务中选择ー个或多个服务； e.从解交织器读与该选择的服务相关的数据和开销分组；以及 f.丢弃与未选择的服务相关的数据分组。
24.如权利要求23所述的处理器实施的方法，还包括确定该数字广播接收机是否具有存储数据分组以供之后处理的能力。
25.如权利要求23所述的处理器实施的方法，还包括防止选择数字广播接收机对其不具有存储数据分组以供之后处理的能力的服务。
26.如权利要求23所述的处理器实施的方法，其中包括在解调的信号中的该组服务中的至少ー个是数据服务。
27.如权利要求26所述的处理器实施的方法，还包括确定该数字无线电广播接收机是否具有解交织该至少ー个数据服务的能力。
28.如权利要求26所述的处理器实施的方法，还包括确定该数字无线电广播接收机是否具有解码该至少ー个数据服务的能力。
29.如权利要求27所述的处理器实施的方法，还包括防止选择数字广播接收机对其不具有解交织能力的数据服务。
30.如权利要求28所述的处理器实施的方法，还包括防止选择对数字广播接收机对其不具有解码能力的数据服务。
31.ー种包括计算机可读存储介质的制品，该计算机可读存储介质具有适于引起处理系统执行包括以下步骤的步骤的计算机程序指令 a.提供具有nXk个地址的存储空间块，其中该块包括单张表；b.在数字无线电广播接收机处接收数字无线电广播信号； C.将该数字无线电广播信号解调为多个交织的数据单元； d.对于至少ー个系列的nXk个数据单元， i.确定指针步长；以及 .对于该系列中的每个数据单元， .1.基于该指针步长计算该块中的地址； .2.从该块中的该地址处读输出数据单元，使得所述输出数据单元表示成块解交织的数据单元；以及 .3.将来自该多个交织的数据单元的输入数据单元写入该块的该地址处。
32.如权利要求31所述的制品，其中所述输入数据单元未被在该存储空间块中连续排序。
33.如权利要求31所述的制品，其中如下确定指针步长 a. 以及 b.
34.如权利要求33所述的制品，其中对于解交织的第一次循环，该指针步长被设置为Psz⑴一I。
35.如权利要求33所述的制品，其中如下计算该块中的每个地址 a.对于从I至nXk的i，地址(ADDRp)如下 i.对于 i = 1，ADDRp(I) = I ；ii对于 i e [2, (η · k-1)],
36.如权利要求31所述的制品，其中该数据单元是比持。
37.如权利要求31所述的制品，包括 从用于第一系列的块读该输出数据单元，且将该输入数据单元写入用于下一系列的数据单元的块，使得在完成将输出数据单元从用于第一系列的块读出之前执行将输入数据单元的ー些写入用于下一系列的块， 其中从块中读出和向块中写入是对非连续的地址进行的。
38.ー种包括计算机可读存储介质的制品，该计算机可读存储介质具有适于使处理系统执行权利要求8的步骤的计算机程序指令。
全文摘要
描述了成块解交织在数字无线电广播接收机处接收的数据的方法。该方法包括提供具有n×k个地址的存储空间块(其中该块包括单张表)、在接收机处接收数字无线电广播信号、以及将数字无线电广播信号解调为多个交织的数据单元。为至少一个系列的n×k个数据单元确定了指针步长，且为该系列中的每个数据单元，根据该指针步长计算了块中的地址，以及从该块的该地址处读输出数据单元，使得所述输出数据单元代表成块解交织的数据单元。然后，将来自该多个交织的数据单元的输入数据单元写入该块的该地址处。提出了相关的系统和计算机可读存储介质。
文档编号H04N5/76GK102687505SQ201080043056
公开日2012年9月19日 申请日期2010年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者M·密尔巴 申请人:艾比奎蒂数字公司