專利名稱：用于發(fā)送和接收信號的裝置以及用于發(fā)送和接收信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于發(fā)送和接收信號的方法以及用于發(fā)送和接收信號的裝置，更具體地說，涉及能夠提高數(shù)據(jù)傳輸效率的發(fā)送和接收信號的方法以及發(fā)送和接收信號的裝置。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字廣播技術(shù)的發(fā)展，用戶已經(jīng)接收到高清晰(HD)的運動圖像。隨著壓縮算法的持續(xù)發(fā)展和硬件性能的提高，未來將向用戶提供更好的環(huán)境。數(shù)字電視(DTV)系統(tǒng)可以接收數(shù)字廣播信號并向用戶提供多種補充業(yè)務以及視頻信號和音頻信號。數(shù)字視頻廣播(DVB :Digital Video Broadcasting) _C2是加入第二代傳輸系統(tǒng)的 DVB家族中的第三個規(guī)范。該規(guī)范開發(fā)于1994年，DVB-C現(xiàn)在已經(jīng)被部署在全世界范圍內(nèi)的超過5千萬個有線電視調(diào)諧器中。與其他的DVB第二代系統(tǒng)一致，DVB-C2使用了低密度的奇偶校驗(LDPC)和BCH碼的組合。與DVB-C相比，這種強大的前向糾錯(FEC)在載波噪聲比方面提供了大約5dB的改進。恰當?shù)谋忍亟豢椃桨竷?yōu)化了 FEC系統(tǒng)的整體魯棒性。在通過報頭擴展后，這些幀被稱為物理層管道(PLP =Physical Layer Pipe)。這些PLP中的一個或更多個被復用到數(shù)據(jù)切片中。向各個切片應用(時域和頻域)二維交織，使接收機能夠消除突發(fā)減損(burst impairment)和如單一頻率竄入(single frequency ingress) 的頻率選擇干擾的影響。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題隨著這些數(shù)字廣播技術(shù)的發(fā)展，對諸如視頻信號和音頻信號的業(yè)務的需要增加， 并且用戶需要的數(shù)據(jù)的大小和廣播信道的數(shù)量逐漸上升。技術(shù)方案因此，本發(fā)明致力于一種發(fā)送和接收信號的方法以及一種發(fā)送和接收信號的裝置，該方法和裝置能夠大體上消除了由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點而引起的一個或更多個問題。本發(fā)明的一個目的是提供一種向接收機發(fā)送具有PLP (物理層管道)數(shù)據(jù)的至少一個廣播信號的發(fā)射機，該發(fā)射機包括LDPC FEC編碼器，其被配置成對所述PLP數(shù)據(jù)進行 LDPC編碼并輸出FEC幀；映射器，其被配置成通過QAM星座圖將所述FCE幀轉(zhuǎn)換成XFEC幀； FEC幀報頭插入器，其被配置成在所述XFEC幀之前插入FEC幀報頭；數(shù)據(jù)切片構(gòu)造器，其被配置成基于所述XFEC幀和所述FEC幀來輸出至少一個數(shù)據(jù)切片；時間交織器，其被配置成按照所述數(shù)據(jù)切片的級別執(zhí)行時間交織；以及頻率交織器，其被配置成對所經(jīng)時間交織的數(shù)據(jù)切片進行頻率交織。本發(fā)明的另一方面提供一種接收具有PLP(物理層管道)的至少一個廣播信號的接收機，該接收機包括頻率去交織器，其被配置成對所接收到的信號進行頻率去交織；時間去交織器，其被配置成按照所述數(shù)據(jù)切片的級別對所經(jīng)頻率去交織的信號進行時間去交織；數(shù)據(jù)切片解析器，其被配置成從所述數(shù)據(jù)切片輸出PLP的數(shù)據(jù)切片包，所述數(shù)據(jù)切片包包括報頭；FEC幀報頭提取器，其被配置成從所述數(shù)據(jù)切片包獲得所述報頭；以及解碼器， 其被配置成按照低密度奇偶校驗LDPC解碼方案對所述數(shù)據(jù)切片包進行解碼。本發(fā)明的另一個目的是提供一種向接收機發(fā)送具有PLP (物理層管道)數(shù)據(jù)的至少一個廣播信號的方法，該方法包括以下步驟對所述PLP數(shù)據(jù)進行LDPC編碼并輸出FEC 幀；通過QAM星座圖將所述FCE幀映射成XFEC幀；在所述XFEC幀之前插入FEC幀報頭；基于所述XFEC幀和所述FEC幀構(gòu)造至少一個數(shù)據(jù)切片；按照所述數(shù)據(jù)切片的級別進行時間交織；并且對所經(jīng)時間交織的數(shù)據(jù)切片進行頻率交織。[11]本發(fā)明的另一方面提供一種接收具有PLP(物理層管道)的至少一個廣播信號的方法，該方法包括以下步驟對所接收到的信號進行頻率去交織；按照所述數(shù)據(jù)切片的級別對所經(jīng)過頻率去交織的信號進行時間去交織；從所述數(shù)據(jù)切片輸出PLP的數(shù)據(jù)切片包， 所述數(shù)據(jù)切片包包括報頭；從所述數(shù)據(jù)切片包獲得所述報頭；按照低密度奇偶校驗LDPC解碼方案對所述數(shù)據(jù)切片進行解碼。


附圖被包括在本申請中以提供對本發(fā)明的進一步理解，并結(jié)合到本申請中且構(gòu)成本申請的一部分，附圖示出了本發(fā)明的(多個)實施方式，且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是在歐洲D(zhuǎn)VB-T中使用的64-正交幅度調(diào)制(QAM)的示例。圖 2 是二進制反射格雷碼(BRGC =Binary Reflected Gray Code)的方法。圖3是通過修改在DVB-T中使用的64-QAM而接近高斯型的輸出。圖4是BRGC中的反射對之間的漢明(Hamming)距離。圖5是I軸和Q軸中的每一個都存在反射對的QAM中的特性。圖6是利用BRGC的反射對修改QAM的方法。圖7是經(jīng)過修改的64/256/1024/4096-QAM的示例。
圖8到圖9是利用BRGC的反射對修改的64-QAM的示例。圖10到圖11是利用BRGC的反射對修改的256-QAM的示例。圖12到圖13是利用BRGC的反射對修改的1024-QAM的示例(0到511)。圖14到圖15是利用BRGC的反射對修改的1024-QAM的示例(512到1023)。圖16到圖17是利用BRGC的反射對修改的4096-QAM的示例(0到511)。圖18到圖19是利用BRGC的反射對修改的4096-QAM的示例(512到1023)。圖20到圖21是利用BRGC的反射對修改的4096-QAM的示例(10 到1535)。圖22到圖23是利用BRGC的反射對修改的4096-QAM的示例(1536到2047)。圖M到圖25是利用BRGC的反射對修改的4096-QAM的示例(2048到2559)。圖沈到圖27是利用BRGC的反射對修改的4096-QAM的示例(2560到3071)。圖28到圖四是利用BRGC的反射對修改的4096-QAM的示例(3072到3583)。圖30到圖31是利用BRGC的反射對修改的4096-QAM的示例(3584到4095)。
圖32是對其中利用BRGC對256-QAM進行了修改的修改后的QAM進行比特映射的示例。圖33是將MQAM變換成不均勻的星座圖的示例。圖34是數(shù)字發(fā)送系統(tǒng)的示例。圖；35是輸入處理器的示例。圖36是可以包括在基帶(BB)中的信息。圖37是BICM的示例。圖38是縮短/打孔編碼器的示例。圖39是應用各種星座的示例。圖40是考慮了常規(guī)系統(tǒng)之間的兼容性的情況的另一個示例。圖41是包括針對Ll信令的前導碼和針對PLP數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)符號的幀結(jié)構(gòu)。圖42是幀構(gòu)造器的示例。圖43是圖4所示的導頻插入G04)的示例。圖44是SP的結(jié)構(gòu)。圖45是新的SP結(jié)構(gòu)或?qū)ьl模式(PP) 5。圖46是所提出的PP5，的結(jié)構(gòu)。圖47是數(shù)據(jù)符號與前導碼之間的關(guān)系。圖48是數(shù)據(jù)符號與前導碼之間的另一種關(guān)系。圖49是有線信道延遲概況的示例。圖50是使用z = 56和ζ = 112的分散導頻結(jié)構(gòu)。圖51是基于OFDM的調(diào)制器的示例。圖52是前導碼結(jié)構(gòu)的示例。圖53是前導碼解碼的示例。圖M是設計更優(yōu)化的前導碼的過程。圖55是前導碼結(jié)構(gòu)的另一個示例。圖56是前導碼解碼的另一個示例。圖57是前導碼結(jié)構(gòu)的示例。圖58是Ll解碼的示例。圖59是模擬處理器的示例。圖60是數(shù)字接收機系統(tǒng)的示例。圖61是在接收機處使用的模擬處理器的示例。圖62是解調(diào)器的示例。圖63是幀解析器的示例。圖64是BICM解調(diào)器。圖65是利用縮短/打孔的LDPC解碼的示例。圖66是輸出處理器的示例。圖67是8MHz的Ll塊重復率的示例。圖68是8MHz的Ll塊重復率的示例。圖69是新的7. 61MHz的Ll塊重復率的示例。
圖70是在幀報頭中發(fā)送的Ll信令的示例。圖71是前導碼和Ll結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果。圖72是符號交織器的示例。圖73是Ll塊發(fā)送的示例。圖74是在幀報頭中發(fā)送的Ll信令的另一個示例。圖75是頻率或時間交織/去交織的示例。圖76是分析Ll信令的開銷的表，該Ll信令在圖3中所示的BICM模塊的數(shù)據(jù)通道上的ModCod報頭插入模塊(307)處在FECFRAME (FEC幀)報頭中發(fā)送。圖77示出了用于最小化開銷的FECFRAME報頭的結(jié)構(gòu)。圖78示出了前述Ll保護的誤碼率(BER)性能。圖79示出了傳輸幀和FEC幀結(jié)構(gòu)的示例。圖80示出了 Ll信令的示例。圖81示出了 Ll-pre信令的示例。圖82示出了 Ll信令塊的結(jié)構(gòu)。圖83示出了 Ll時間交織。圖84示出了提取調(diào)制和編碼(code)信息的示例。圖85示出了 Ll-pre信令的另一示例。圖86示出了前導碼中發(fā)送的Ll信令塊的調(diào)度的示例。圖87示出了考慮了功率提升(powerboosting)的Ll-pre信令的示例。圖88示出了 Ll信令的示例。圖89示出了提取調(diào)制和編碼信息的另一示例。圖90示出了提取調(diào)制和編碼信息的另一示例。圖91示出了 Ll-pre同步的示例。圖92示出了 Ll-pre信令的示例。圖93示出了 Ll信令的示例。圖94示出了 Ll信令通道的示例。圖95是在幀報頭內(nèi)發(fā)送的Ll信令的另一示例。圖96是在幀報頭內(nèi)發(fā)送的Ll信令的另一示例。圖97是在幀報頭內(nèi)發(fā)送的Ll信令的另一示例。圖98示出了 Ll信令的示例。圖99是符號交織器的示例。圖100示出了圖99的時間交織器的交織執(zhí)行。圖101是符號交織器的示例。圖102示出了圖101的時間交織器的交織執(zhí)行。圖103是符號去交織器的示例。圖104是時間交織的另一示例。圖105是利用圖104所示的方法的交織的結(jié)果。圖106是圖105的尋址方法的示例。圖107是Ll時間交織的另一示例。
圖108是符號去交織器的示例。圖109是去交織器的另一示例。圖110是符號去交織器的示例。圖111是用于時間去交織的行地址和列地址的示例。圖112示出了沒有使用導頻的數(shù)據(jù)符號域中的普通(general)塊交織的示例。圖113是使用數(shù)據(jù)切片的OFDM發(fā)射機的示例。圖114是使用數(shù)據(jù)切片的OFDM接收機的示例。
具體實施例方式下面將詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在附圖中例示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的示例。盡可能在整個附圖中用相同的標號代表相同或類似部件。在下面的說明中，術(shù)語“業(yè)務”將表示能夠通過信號發(fā)送/接收裝置發(fā)送/接收的任意廣播內(nèi)容。在使用常規(guī)的比特交織編碼調(diào)制(BICM =Bit Interleaved Coded Modulation)的廣播發(fā)送環(huán)境中，使用了利用二進制反射格雷碼(BRGC)的正交幅度調(diào)制(QAM)作為調(diào)制方法。圖1示出了在歐洲D(zhuǎn)VB-T中使用的64-QAM的示例。利用圖2中示出的方法可以得到BRGC。通過將(n_l)個比特的BRGC的反碼(即， 反射碼)添加到(n-1)個比特的后面，將0添加到初始的(n-1)個比特的BRGC的前面，并且將1添加到反射碼的前面，可以得到η個比特的BRGC。使用此方法得到的BRGC碼在相鄰的碼之間具有漢明距離一(1)。此外，當將BRGC應用于QAM時，一個點和與該點最緊密地相鄰的四個點之間的漢明距離是一(1)，而該點和與該點次最緊密相鄰的另外四個點之間的漢明距離是二 O)?？梢园烟囟ǖ男亲c與其他相鄰點之間的漢明距離的特性稱為QAM中的格雷映射規(guī)律。為了使系統(tǒng)對加性高斯白噪聲(AWGN)更加魯棒，可以使從發(fā)射機發(fā)送來的信號的分布接近高斯分布。為此，可以對星座圖中的點的位置進行修改。圖3示出了通過修改在DVB-T中使用的64-QAM而得到的接近高斯型的輸出?？梢詫⑦@樣的星座圖稱為不均勻 QAM(NU-QAM)。為了得到不均勻QAM的星座圖，可以使用高斯累積分布函數(shù)(⑶FAaussian Cumulative Distribution Function)。在 64、256 或 1024QAM(即，2aNQAM)的情況下，可以將QAM分成兩個獨立的N-PAM。通過將高斯CDF分成具有相同概率的N段并且允許各段中的信號點代表該段，可以得到具有高斯分布的星座圖。換言之，可以將新定義的不均勻的 N-PAM的坐標xj定義為[Χ 丄 eldx=prP.c_.|丄丄…慰}(式 υ J-OO VSJ J I.2N 2N 2N j圖3是利用上述方法將DVB-T的64QAM變換成為NU-64QAM的示例。圖3表示了利用上述方法來修改I軸和Q軸的坐標并將之前的星座圖點映射到新定義的坐標的結(jié)果。 在32、1 或512QAM( S卩，十字形QAM，而不是2aNQAM)的情況下，通過恰當?shù)匦薷腜j，可以發(fā)現(xiàn)新的坐標。
本發(fā)明的一個實施方式可以利用BRGC的特性來修改QAM。如圖4所示，BRGC中的反射對之間的漢明距離是一，這是由于反射對之間的唯一區(qū)別僅在于被添加到各個代碼的前面的一個比特。圖5示出了 I軸和Q軸中的每一個都存在反射對的QAM中的特性。在該圖中，反射對存在于黑色虛線的兩側(cè)。通過利用QAM中存在的反射對，可以降低QAM星座圖的平均功率，同時在QAM中保持格雷映射規(guī)律。換言之，在平均功率被歸一化為1的星座圖中，可以增加該星座圖中的最小歐式距離(Euclidean distance) 0當把這個經(jīng)過修改的QAM應用于廣播或通信系統(tǒng)時， 可以利用與常規(guī)系統(tǒng)相同的能量實現(xiàn)對噪聲更加魯棒的系統(tǒng)或?qū)崿F(xiàn)具有與常規(guī)系統(tǒng)相同性能但是使用更少能量的系統(tǒng)。圖6示出了利用BRGC的反射對來修改QAM的方法。圖6a示出了星座圖，圖6b示出了利用BRGC的反射對來修改QAM的流程圖。首先，需要找到目標點，該點在星座點中具有最高的功率。候選的點是這樣的點，即目標點可以在候選點中移動，該候選點是與目標點的反射對最鄰近的點。接著，需要在候選點中找到具有最小功率的空點(即，尚未被其他點采用的點)，并且將目標點的功率與候選點的功率進行比較。如果候選點的功率較小，則目標點移動到候選點。在保持格雷映射規(guī)律的同時，重復這些處理，直到星座圖上的點的平均功率達到最小。圖7示出了經(jīng)過修改的64/256/1024/4096-QAM的示例。格雷映射值分別對應于圖8到圖31。除了這些示例以外，還可以實現(xiàn)使能相同的功率優(yōu)化的其他類型的經(jīng)過修改的QAM。這是由于目標點可以移動到多個候選點。不僅可以將所提議的經(jīng)過修改的QAM應用于64/256/1024/4096-QAM，而且還可以應用于十字形QAM、更大尺寸的QAM、或利用其他 BRGC而不是QAM的調(diào)制。圖32示出了利用BRGC對256-QAM進行了修改的修改后的QAM的比特映射的一個示例。圖3 和圖32b示出了最高有效位(MSB)的映射。被表示為實心圓的點代表了 1的映射，而被表示為空心圓的點則代表0的映射。按照相同的方式，如圖32(a)到圖32(h)所示那樣映射每一個比特，直到映射了最低有效位(LSB)為止。如圖32所示，除了 MSB旁的一個比特以外，經(jīng)過修改的QAM可以如常規(guī)QAM那樣只利用I或Q軸來使能比特判決(圖 32c和圖32d)。利用這些特性，通過局部地修改用于QAM的接收機，可以得到簡單的接收機。 通過僅在確定MSB旁的比特時才檢查I值和Q值并且針對余下的比特僅計算I值或Q值， 可以實現(xiàn)有效率的接收機。該方法可以應用于近似LLR、準確LLR、或硬判決。通過利用經(jīng)過修改后的QAM或MQAM(使用上述BRGC的特性)，可以得到不均勻星座圖或NU-MQAM。在使用了高斯CDF的上述等式中，可以對Pj進行修改以適應MQAM。與QAM 相同，在MQAM中，可以考慮具有I軸和Q軸的兩個PAM。但是，與其中與各個PAM軸的值相對應點的數(shù)量恒定的QAM不同的是，在MQAM中的點的數(shù)量變化。如果在其中存在總共M個星座點的MQAM中將對應于PAM的第j個值的點的數(shù)量限定為nj，則可以將Pj定義如下
權(quán)利要求
1.一種向接收機發(fā)送具有物理層管道PLP數(shù)據(jù)的至少一個廣播信號的發(fā)射機，該發(fā)射機包括LDPC FEC編碼器，其被配置成對所述PLP數(shù)據(jù)進行LDPC編碼并輸出FEC幀； 映射器，其被配置成通過QAM星座圖將所述FEC幀轉(zhuǎn)換成XFEC幀； FEC幀報頭插入，其被配置成在所述XFEC幀之前插入FEC幀報頭； 數(shù)據(jù)切片構(gòu)造器，其被配置成基于所述XFEC幀和所述FEC幀報頭來輸出至少一個數(shù)據(jù)切片；時間交織器，其被配置成按照所述數(shù)據(jù)切片的級別來執(zhí)行時間交織；以及頻率交織器，其被配置成對經(jīng)過時間交織的數(shù)據(jù)切片進行頻率交織。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機，其中，所述頻率交織器還被配置成按照所述數(shù)據(jù)切片的級別來對所述經(jīng)過時間交織的數(shù)據(jù)切片進行頻率交織。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機，其中，所述FEC幀報頭包括PLPID信息和調(diào)制及編碼ModCod參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機，還通過行列扭曲形式進行時間交織，其中，該行列扭曲形式包括將輸入單元沿對角線方向依次寫入交織存儲器，并逐行依次讀出。
5.一種接收具有物理層管道PLP的至少一個廣播信號的接收機，該接收機包括 頻率去交織器，其被配置成對所接收到的信號進行頻率去交織；時間去交織器，其被配置成按照數(shù)據(jù)切片的級別來對經(jīng)過頻率去交織的信號進行時間去交織；數(shù)據(jù)切片解析器，其被配置成根據(jù)所述數(shù)據(jù)切片來輸出PLP的數(shù)據(jù)切片包，該數(shù)據(jù)切片包包括報頭；FEC幀報頭提取器，其被配置成從所述數(shù)據(jù)切片包獲得所述報頭；以及解碼器，其被配置成按照低密度奇偶校驗LDPC方案來對所述數(shù)據(jù)切片包進行解碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收機，其中，所述報頭包括PLPID信息和調(diào)制及編碼 ModCod 參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)射機，該發(fā)射機還被配置成通過行列扭曲形式進行時間交織，該行列扭曲形式包括將輸入單元沿對角線方向依次寫入交織存儲器，并逐行依次讀出。
8.一種向接收機發(fā)送具有物理層管道PLP數(shù)據(jù)的至少一個廣播信號的方法，該方法包括以下步驟對所述PLP數(shù)據(jù)進行LDPC編碼并輸出FEC幀； 通過QAM星座圖將所述FEC幀映射到XFEC幀； 在所述XFEC幀之前插入FEC幀報頭；基于所述XFEC幀和所述FEC幀報頭來構(gòu)造至少一個數(shù)據(jù)切片； 按照所述數(shù)據(jù)切片的級別進行時間交織；以及對經(jīng)過時間交織的數(shù)據(jù)切片進行頻率交織。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，還按照所述數(shù)據(jù)切片的級別來對所述經(jīng)過時間交織的數(shù)據(jù)切片進行頻率交織。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)射機，其中，所述FEC幀報頭包括PLPID信息和調(diào)制及編碼ModCod參數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)射機，還通過行列扭曲形式進行所述時間交織，其中，該行列扭曲形式包括將輸入單元沿對角線方向依次寫入交織存儲器，并逐行依次讀出。
12.一種接收具有物理層管道PLP的至少一個廣播信號的方法，該方法包括以下步驟 對所接收到的信號進行頻率去交織；按照數(shù)據(jù)切片的級別來對經(jīng)過頻率去交織的信號進行時間去交織； 根據(jù)所述數(shù)據(jù)切片來輸出PLP的數(shù)據(jù)切片包，該數(shù)據(jù)切片包包括報頭； 從所述數(shù)據(jù)切片包獲得所述報頭；以及按照低密度奇偶校驗LDPC解碼方案來對所述數(shù)據(jù)切片包進行解碼。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述報頭包括PLPID信息和調(diào)制及編碼 ModCod 參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還通過行列扭曲形式進行時間交織，該行列扭曲形式包括將輸入單元沿對角線方向依次寫入交織存儲器，并逐行依次讀出。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)送和接收信號的方法及相應裝置。本發(fā)明的一個方面涉及從數(shù)據(jù)切片提取PLP的方法。
文檔編號H03M13/11GK102265519SQ200980151716
公開日2011年11月30日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者文相喆, 高祐奭 申請人:Lg電子株式會社