用于對包括互補低密度奇偶校驗編碼的帶內(nèi)同頻無線電信號的發(fā)送和接收的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于數(shù)字無線電廣播系統(tǒng)中無線電信號的發(fā)送和接收的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字無線電廣播技術(shù)向移動、便攜式和固定接收器遞送數(shù)字音頻和數(shù)據(jù)服務(wù)。被 稱為帶內(nèi)同頻（IBOC)數(shù)字音頻廣播值A(chǔ)B)的一種數(shù)字無線電廣播使用現(xiàn)有的中頻（M巧和 極高頻（VHF)無線電頻帶中的地面發(fā)送器。由iBiquityDigital公司開發(fā)的皿Radio? 技術(shù)是用于數(shù)字無線電廣播和接收的IBOC實現(xiàn)的一個例子。IBOCDAB信號可WW包括模 擬調(diào)制載波結(jié)合多個數(shù)字調(diào)制載波的混合格式或者W其中模擬調(diào)制載波不被使用的全數(shù) 字格式發(fā)送。利用混合模式，廣播者可W同時W更高的質(zhì)量和更健壯的數(shù)字信號連續(xù)發(fā)送 模擬AM和FM,從而允許它們自己和它們的收聽者進行從模擬到數(shù)字無線電的轉(zhuǎn)換，同時維 持它們當(dāng)前的頻率分配。
[0003] 數(shù)字發(fā)送系統(tǒng)的一個特征是同時發(fā)送數(shù)字化的音頻和數(shù)據(jù)的固有能力。因此，該 技術(shù)還允許來自AM和FM無線電臺的無線數(shù)據(jù)服務(wù)。廣播信號可W包括元數(shù)據(jù)，諸如藝術(shù) 家、曲名或者電臺呼號。還可W包括關(guān)于事件、交通和天氣的特殊消息。例如，交通信息、天 氣預(yù)報、新聞和體育得分全都可W在用戶收聽無線電臺的同時跨無線電接收器的顯示器滾 動。
[0004] 本設(shè)計通過提供=種新波形類型（混合、擴展混合和全數(shù)字）提供了過渡到數(shù)字 廣播系統(tǒng)的靈活手段。混合和擴展混合類型保留模擬FM信號，而全數(shù)字類型不保留。所有 運=種波形類型都符合目前分配的頻譜發(fā)射限制。
[0005] 數(shù)字信號是利用正交頻分復(fù)用（0抑M)被調(diào)制的。(FDM是并行調(diào)制方案，其中數(shù)據(jù) 流調(diào)制大量同時發(fā)送的正交子載波。OFDM固有地是靈活的，很容易允許邏輯信道到不同子 載波組的映射。
[0006] 皿無線電系統(tǒng)允許多個服務(wù)共享單個電臺的廣播能力。數(shù)字發(fā)送系統(tǒng)的一個特征 是同時發(fā)送數(shù)字化的音頻和數(shù)據(jù)兩者的固有能力。因此，該技術(shù)還允許來自AM和FM無線 電臺的無線數(shù)據(jù)服務(wù)。第一代（核屯、）服務(wù)包括主節(jié)目服務(wù)（MP巧和電臺信息服務(wù)（SIS)。 被稱為高級應(yīng)用服務(wù)（AA巧的第二代服務(wù)包括新的信息服務(wù)，提供例如多播節(jié)目、電子節(jié) 目指南、導(dǎo)航地圖、交通信息、多媒體節(jié)目和其它內(nèi)容。AAS框架提供了支持運些服務(wù)的開發(fā) 者的公共基礎(chǔ)設(shè)施。AAS框架為用于地面無線電的大量服務(wù)提供商和服務(wù)提供了平臺。運 為要通過該系統(tǒng)部署的大量服務(wù)（音頻和數(shù)據(jù)兩者）開拓了眾多的機會。
[0007] 國家無線電系統(tǒng)委員會，由國家廣播協(xié)會和消費電子協(xié)會資助的標(biāo)準(zhǔn)制定組織， 在2005年9月采納了被指定為NRSC-5A的IBOC標(biāo)準(zhǔn)。其公開內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此的 NRSC-5A闡述了用于經(jīng)AM和FM廣播信道廣播數(shù)字音頻和輔助數(shù)據(jù)的要求。該標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)前 版本是NRSC-5C，其也通過引用被結(jié)合于此。該標(biāo)準(zhǔn)及其參考文獻包含RF/發(fā)送子系統(tǒng)W及 傳輸和服務(wù)復(fù)用子系統(tǒng)的詳細說明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在第一方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)送數(shù)字信息的方法，包括：接收代表音頻信息和 /或數(shù)據(jù)的多個信息位；利用互補低密度奇偶校驗編碼來編碼信息位，W產(chǎn)生復(fù)合碼字和 多個可獨立解碼的半碼字；利用半碼字的碼位調(diào)制至少一個載波信號；W及發(fā)送（一個或 多個）載波信號。
[0009] 另一方面，本發(fā)明提供了一種用于廣播數(shù)字無線電信號的發(fā)送器。發(fā)送器包括用 于接收代表音頻信息和/或數(shù)據(jù)的多個信息位、利用互補低密度奇偶校驗編碼來編碼信息 位W產(chǎn)生復(fù)合碼字和多個可獨立解碼的半碼字的處理器；W及利用可獨立解碼的半碼字調(diào) 制至少一個載波信號W產(chǎn)生輸出信號的調(diào)制器。
[0010] 另一方面，本發(fā)明提供了一種用于接收數(shù)字無線電信號的接收器。接收器包括用 于接收包括至少一個載波的無線電信號的輸入裝置，載波由代表音頻信息和/或數(shù)據(jù)的多 個信息位調(diào)制，其中信息位W復(fù)合碼字和多個可獨立解碼的互補低密度奇偶校驗半碼字來 編碼；W及用于響應(yīng)于接收到的無線電信號而產(chǎn)生輸出信號的處理器。
[0011] 另一方面，本發(fā)明提供了一種方法，包括：通過生成具有第一碼率的第一碼字來構(gòu) 造互補低密度奇偶校驗碼字；W及通過將第一碼字的位組分配給四個四分之一分區(qū)來分割 第一碼字，其中每個四分之一分區(qū)包括四個可獨立解碼的半碼字當(dāng)中一個的一半的位，其 中所述四個可獨立解碼的半碼字每個都具有比第一碼率大的第二碼率。
[0012] 另一方面，本發(fā)明提供了一種方法，包括：通過生成包括信息位和第一奇偶校驗位 的第一半碼字來構(gòu)造互補低密度奇偶校驗碼字；置換并重新編碼第一半碼字的信息位，W 產(chǎn)生第二奇偶校驗位并形成包括信息位和第二奇偶校驗位的第二半碼字；根據(jù)第一半碼字 的信息位加上來自第一半碼字和第二半碼字中的每一個的奇偶校驗位的前一半來生成第 =半碼字；W及根據(jù)第一半碼字的信息位加上來自第一半碼字和第二半碼字中的每一個的 奇偶校驗位的后一半來生成第四半碼字。
【附圖說明】
[0013] 圖1是在帶內(nèi)同頻數(shù)字無線電廣播系統(tǒng)中使用的發(fā)送系統(tǒng)的框圖。
[0014] 圖2是混合FMIBOC波形的示意性表示。 陽01引圖3是另一混合FMIBOC波形的示意性表示。
[0016] 圖4是另一混合FMIBOC波形的不意性表不。
[0017] 圖5是示出FMIBOC發(fā)送器中信號處理的一部分的圖。
[0018] 圖6是碼字分割的例子的示意性表示。
[0019] 圖7是互補低密度奇偶校驗（CLDPC)前向糾錯（FEC)信號流的例子的框圖。
[0020] 圖8是碼字分割的另一個例子的示意圖。 陽02U 圖9是化DPC陽C信號流的另一個例子的框圖。
[0022] 圖10是碼字分割的另一個例子的示意圖。
[0023] 圖11是化DPC陽C信號流的另一例子的框圖。
[0024] 圖12是碼字分割的另一個例子的示意圖。 陽02引圖13是化DPC陽C信號流的另一例子的框圖。
[0026] 圖14是碼字分割的另一個例子的示意性表示。
[0027] 圖15是化DPC陽C信號流的另一例子的框圖。
[0028] 圖16是碼字分割的另一個例子的示意性表示。
[0029] 圖17是FMIBOCDAB接收器的功能框圖。
【具體實施方式】
[0030] 參考附圖，圖1是可W被用來廣播FMIBOC信號的演播室站點10、FM發(fā)送器站點 12和演播室發(fā)送器鏈路（S化)14的相關(guān)部件的功能框圖。除其它的之外，演播室站點還包 括演播室自動化裝備34、總操作中屯、巧OC) 16和Sll發(fā)送器48，其中EOC16包括導(dǎo)入器18、 導(dǎo)出器20、激勵器輔助服務(wù)單元（EASU) 22。發(fā)送器站點包括S化接收器54、包括激勵器引 擎（exgine)子系統(tǒng)58和模擬激勵器60的數(shù)字激勵器56。雖然在圖1中導(dǎo)出器駐留在無 線電臺的演播室站點并且激勵器位于發(fā)送站點，但是運些元件可W共同位于發(fā)送站點。
[0031] 在演播室站點，演播室自動化裝備向EASU提供主節(jié)目服務(wù)（MP巧音頻42、向?qū)С?器提供數(shù)據(jù)40、向?qū)肫魈峁┭a充節(jié)目服務(wù)（SP巧音頻38,并且向?qū)肫魈峁㏒PS數(shù) 據(jù)36。音頻充當(dāng)主音頻節(jié)目源。在混合模式下，它在模擬和數(shù)字發(fā)送中都保留現(xiàn)有的 模擬無線電節(jié)目格式。也被稱為節(jié)目服務(wù)數(shù)據(jù)（PSD)的數(shù)據(jù)包括諸如音樂標(biāo)題、藝術(shù) 家、專輯名稱等信息。補充節(jié)目服務(wù)可W包括補充音頻內(nèi)容W及與節(jié)目關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
[0032] 導(dǎo)入器包含用于供給高級應(yīng)用服務(wù)（AA巧的硬件和軟件。"服務(wù)"是經(jīng)由IBOC廣 播遞送給用戶的內(nèi)容，并且AAS可W包括沒有被歸類為MPS、SPS或電臺信息服務(wù)（SIS)的 任何類型的數(shù)據(jù)。SIS提供電臺信息，諸如呼號、絕對時間、與GI^相關(guān)的位置，等等。AAS 數(shù)據(jù)的例子包括實時交通和天氣信息、導(dǎo)航地圖更新或其它圖像、電子節(jié)目指南、多媒體節(jié) 目、其它音頻服務(wù)和其它內(nèi)容。用于AAS的內(nèi)容可W由服務(wù)提供商44提供，其中服務(wù)提供 商44經(jīng)由應(yīng)用編程接口（API)向?qū)肫魈峁┓?wù)數(shù)據(jù)46。服務(wù)提供商可W是位于演播室 站點的廣播者或者是服務(wù)和內(nèi)容的外部來源的第=方提供商。導(dǎo)入器可W在多個服務(wù)提供 商之間建立會話連接。導(dǎo)入器編碼并復(fù)用服務(wù)數(shù)據(jù)46、SPS音頻38W及SPS數(shù)據(jù)36,W產(chǎn) 生導(dǎo)出器鏈路數(shù)據(jù)24,導(dǎo)出器鏈路數(shù)據(jù)24經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路被輸出到導(dǎo)出器。
[0033] 導(dǎo)出器20包含供給用于廣播的主節(jié)目服務(wù)和SIS所必需的硬件和軟件。導(dǎo)出器 經(jīng)音頻接口接受數(shù)字音頻26并且壓縮音頻。導(dǎo)出器還復(fù)用數(shù)據(jù)40、導(dǎo)出器鏈路數(shù) 據(jù)24W及壓縮的數(shù)字音頻，W產(chǎn)生激勵器鏈路數(shù)據(jù)52。此外，導(dǎo)出器經(jīng)其音頻接口接 受模擬音頻28并且對其施加預(yù)編程的延遲，W產(chǎn)生延遲的模擬音頻信號30。運種 模擬音頻可W作為混合IBOC廣播的備份信道來廣播。延遲補償數(shù)字音頻的系統(tǒng)延遲， 從而允許接收器在數(shù)字和模擬節(jié)目之間的混合，而沒有時間偏移。在AM發(fā)送系統(tǒng)中，延遲 的音頻信號30被導(dǎo)出器轉(zhuǎn)換為單聲道信號并且作為激勵器鏈路數(shù)據(jù)52的一部分直接 發(fā)送到Sll。
[0034]EASU22從演播室自動化裝備接受MPS音頻42,把其速率轉(zhuǎn)換成正確的系統(tǒng)時鐘， 并且輸出信號的兩個拷貝，一個數(shù)字的（26)和一個模擬的（28)。EASU包括連接到天線25 的GI^接收器。GI^接收器允許EASU導(dǎo)出主時鐘信號，通過使用GI^單元，該信號被同步到 激勵器的時鐘。EASU提供由導(dǎo)出器使用的主系統(tǒng)時鐘。EASU還在導(dǎo)出器具有災(zāi)難性故障 并且不再工作的情況下被用來使模擬音頻走旁路（或重定向）避免通過導(dǎo)出器。走旁 路的音頻32可W直接饋入S化發(fā)送器，從而消除停播（dead-air)事件。
[0035] S化發(fā)送器48接收延遲的模擬MPS音頻50和激勵器鏈路數(shù)據(jù)52。它經(jīng)S化鏈路 14輸出激勵器鏈路數(shù)據(jù)和延遲的模擬音頻，運可W是單向的或者雙向的。洲L鏈路可 W是數(shù)字微波或W太網(wǎng)鏈路，例如，并且可W使用標(biāo)準(zhǔn)的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP。
[0036] 發(fā)送器站點包括Sll接收器54、激勵器56和模擬激勵器60。S化接收器54經(jīng)STL 鏈路14接收激勵器鏈路數(shù)據(jù)，包括音頻和數(shù)據(jù)信號W及命令和控制消息。