專利名稱：數字電視中的通信系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用VSB(vestigital side band，殘留邊帶)方法實現調制/解調的數字通信系統。
背景技術：
一種用于地面波數字廣播的8VSB發送系統1995年時曾被用作美國的標準系統，1998年下半年起開始進行試驗性廣播。這種試驗廣播也在韓國進行，它采用基于美國標準系統的地面波數字廣播標準。
在這種數字廣播系統中，發送的信號是由接收機通過地面信道來接收的。為了消除這種信道產生的噪聲，以恢復接收機中的信號，要對信號進行各式各樣的編碼，以便發送這些信號。為了響應各種編碼過程，接收機要完成相應的解碼過程，以便恢復發送信號。申請人為Zenith公司的美國專利，例如USP5636251，USP5629958，USP5600677等，它們的特征是，每一非隨機函數發生器(derandomizer)都通過接收一個硬輸入(hard input)來進行非隨機化處理。
近來，廣播電臺試圖傳送這樣一種數字廣播，即主要傳送附有各種附加數據的音頻和視頻數據。這些附加數據包括證券市場信息、天氣報告、節目導播信息、HTML、執行文件等。
與信道發送中一般音頻/視頻數據不同的是，附加數據在很大程度上要受信道噪聲的影響。例如，遭到破壞的附加數據(其中信息本身就是有缺陷的)會將錯誤的信息報告給觀看者，而遭到破壞的一般音頻/視頻數據只會產生輕微的圖像/話音損失。具體地說，當附加數據包括數字或執行文件時，一個很小的數據錯誤就會產生整個操作系統出現故障這樣一種破壞性結果。
發明內容
因此，本發明旨在提供一種數字通信系統，這種系統基本上能避免由于相關技術的局限性和不足點所產生的一個或更多的問題。
本發明的一個目的是提供一種VSB發送系統及其接收系統，它們均適用于附加數據的發送，并且對噪聲體現出很強的魯棒性(robust)。
本發明的另一個目的是提供一種VSB發送系統及其接收系統，它們能與傳統的VSB系統兼容。
本發明的又一個目的是提供一種VSB發送系統及其接收系統，它們能通過接收一個關于附加糾錯/恢復的軟輸入(soft input)，來使糾錯的解碼能力得到提高。
本發明的其它優點、目的及特性將在下面的說明中作部分描述。熟悉此技術的人只要認真閱讀以下說明，就會對本發明的優點、目的及特性有一個全面的了解，同時也可以學習本發明的具體實施情況。本發明的種種目的和優點可通過這樣一種具體結構來獲得和達到，這種具體結構具體描述在本說明書和權利要求書以及附圖中。
為了達到上述目的和其它優點，獲得各種優點并與本發明的意圖相一致，正如這里所實施并大致描述的，本發明的一種數字電視中的發送系統包括以下部分一個糾錯編碼器部分，用來對通過第一路徑輸入的附加數據實行糾錯編碼；一個多路復用器(multiplexer，MUX)部分，用來對通過第二路徑輸入的ATSC數據和通過第一路徑糾錯編碼的附加數據進行多路復用，以便輸出串行數據；一個控制部分，用來控制是否要在通過第一和第二路徑輸入的路徑中實施隨機化處理；一個信道編碼部分，用來對隨機化處理的結果執行RS編碼和TCM編碼；以及VSB發送部分，用來用VSB方法來調制信道編碼數據，并輸出已調制的數據。
最好，當輸入數據是通過第一路徑輸入的附加數據時，控制部分旁路這一隨機化處理，從而使接收機的附加糾錯解碼器能接收要處理的軟輸入。在這種情況下，ATSC數據是用傳統VSB方法發送的音頻和視頻數據。
根據本發明的另一種實施方案，一種數字電視中的接收機系統，包括以下部分一個調諧器部分，用來接收并調諧通過同一信道發送的附加數據和ATSC數據；一個TCM解碼器，用來解碼并輸出ATSC數據和附加數據；一個去交織器，用來對從TCM解碼器輸出的數據進行去交織處理；一個多路分解器，用來根據去交織器的輸出數據的種類，沿第一路徑(ATSC)或第二路徑(附加數據)執行多路分解；一個限定器，用來對第一路徑輸出的數據進行硬判決(hard decision)；一個ATSC解碼器部分，包括一個非隨機函數發生器；以及一個附加糾錯解碼器部分，用來對通過第二路徑輸出的附加數據的附加錯誤編碼數據進行解碼。
根據本發明另外一種實施方案，一種數字電視中的接收機系統，包括以下部分一個調諧器部分，用來接收并調諧通過同一信道發送的附加數據和ATSC數據；一個TCM解碼器，用來解碼并輸出ATSC數據和附加數據；一個去交織器，用來對從TCM解碼器輸出的數據執行去交織處理；一個多路分解器，它根據去交織器輸出的數據的種類，沿第一路徑(ATSC)或第二路徑(附加數據)執行多路分解；一個限定器，用來對第一路徑輸出的數據執行硬判決；ATSC解碼器部分，包括一個非隨機函數發生器；以及一個附加糾錯解碼器部分，用來對通過第二路徑輸出的附加數據的附加錯誤編碼數據進行解碼。
最好，所述接收機中的TCM解碼器是這樣一種解碼器，它用一個軟輸入信號產生一個軟輸出信號。
很容易理解，對本發明此前的一般說明和此后的詳細說明都是示范性和說明性的，其目的是為權利要求書所要求保護的發明提供進一步的說明。
附圖的簡要說明作為本專利申請文件的組成部分之一，附圖能幫助人們更好地理解本發明。這些附示了本發明的各個實施例，并與說明書一起，用來對本發明的原理進行闡述。其中
圖1是一個結構圖，對本發明介紹的發送機部分作了具體說明；以及圖2是一個結構圖，對本發明介紹的接收機部分作了具體說明。
具體實施例方式
一般來說，接收機包括一個非隨機函數發生器，它通過接收一個硬輸入來實現硬輸出，其中硬輸入/輸出分別指輸入一個硬判決值和輸出一個硬判決值。另一方面，軟輸入/輸出則指的是輸出一個確定值的概率值。本發明使用一個附加糾錯編碼器，因而也需要一個附加糾錯解碼器。然而，當輸入為硬輸入時，這種附加糾錯解碼器的解碼性能是很差的。為了最大限度地提高解碼性能，附加糾錯解碼器應接收一個軟輸入。
因此，在發送機中處理的附加數據不能通過隨機函數發生器，以至旁路這一隨機函數發生器，這樣，接收機中附加糾錯解碼器的輸入就能允許具有軟輸入。
下面我們將詳細介紹本發明的優選實施例，其實例在附圖中示出。
圖1是本發明所介紹的發送機的基本框圖；圖2是與圖1中的發送機相對應的接收機的結構圖。
參照圖1，附加數據由糾錯編碼器通過第一路徑進行編碼。編碼器的種類可根據設計者的選擇來決定。因此，編碼器可以是一個卷積編碼器、一個RS編碼器、或卷積/RS編碼器的組合等。作為程序的通用音頻/視頻數據都是通過第二路徑輸入的，它們是一些用通用MPEG方法壓縮的音頻/視頻數據(下面簡稱ATSC數據)。通過第一和第二路徑輸入的數據由MUX進行多路復用，以便作為串行數據的序列來輸出。通過第一路徑輸入的附加數據在不通過隨機函數發生器的情況下進行旁路，其控制方法是，當進行多路復用時，響應于多路復用控制信號對隨機函數發生器(randomizer)進行控制(附圖中未示出)。旁路的附加數據以這樣一種方式經歷信道編碼過程，即通行經過一個增添了奇偶性的RS編碼器、一個能執行交織的交織器、以及一個用于TCM編碼過程的TCM編碼器，以便用VSB方法來進行調制。因此，旁路的附加數據被以這樣一種方式發送。
此外，輸入的ATSC數據用傳統的地面波數字方法通過信道編碼過程，然后用VSB調制方法進行調制，以便對它們進行發送。也就是說，ATSC數據經歷了一個隨機化處理過程，然后再輸出到RS編碼器。并且，通過VSB調制方法發送的數據將ATSC和附加數據都包含在一個信道內，以便對它們進行發送。當然，只在沒有附加數據的情況下，才對ATSC數據進行發送。
圖2是本發明介紹的接收機部分的結構圖，其中響應于圖1所示的過程而執行信道解調過程。
參照圖2，調諧器根據經地面信道輸入的發送數據來完成信道調諧過程。于是，已調諧的數據經歷以下過程定時恢復、載波恢復、信道均衡、相位校正等。最后，調諧器輸出一個基帶信號。這一信道解調信號通過一個TCM解碼器變為解碼信號，其輸出值是一個軟值，這個值不是解碼之后確定的值，但它卻對應于自己的概率值。如上述說明所述的，這種方法用來在附加糾錯解碼進行時，接收一個軟輸入。TCM解碼的軟值通過一個去交織器來進行去交織處理。然后，由去交織器輸出的軟值通過多路分解器(deMUX)分成ATSC和附加數據的兩個路徑(附圖中未示出)，以便進行輸出。
在ATSC數據的情況下，一個值作為硬值來輸出，這個值是由判定部分(或限定器)為通過去交織器輸出的軟值限定的。這是因為RS解碼器以及非隨機函數發生器的輸入和輸出都應該是硬值。
于是，由RS解碼器解碼的數據通過非隨機函數發生器進行非隨機化處理。然后將經非隨機化處理的數據輸出到一個傳輸解碼器。
在附加數據的情況下，對于由多路分解器輸出的軟值執行用于附加糾錯的解碼過程，在此之前，還包括一個奇偶清除部分清除與發送時增加的RS奇偶性對應的值的過程。奇偶清除部分與上述RS解碼器的不同之處在于是否用這一奇偶值來完成解碼過程。也就是說，在ATSC數據的情況下，用這一奇偶性來完成RS解碼過程，而在附加數據的情況下，則只需清除這一奇偶性。
對于由附加糾錯解碼器通過奇偶清除部分清除的附加數據數據執行糾錯過程，該附加糾錯解碼器被設計成與發送機的編碼器相對應。通過糾錯輸出的數據最終輸出到傳輸解碼器。相反，從糾錯解碼器輸出的數據在經歷了附加處理器的處理之后顯示給觀看者，而不用通過傳輸過程。
將ATSC數據分解為視頻和音頻視頻數據，分別用一個MPEG解碼器和一個音頻解碼器來進行解碼，最后輸出到顯示器/揚聲器。
下面給出按照本發明的一種TCM解碼算法，用來輸出一個軟值。
如上面的說明所提到的，為了最大限度地提高附加糾錯解碼器的性能，如果編碼在內部進行，那么軟輸出必須由解碼器來產生。SOVA(soft outputviterbi algorithm，軟輸出維特比算法)和MAP(maximum A posteriori，最大A后驗)這兩種算法用來為格柵編碼的輸入欄產生一個軟輸出。在符號錯誤方面，MAP算法要優于SOVA算法。然而，即使是最佳MAP算法也存在著以下一些缺點，比如在指數域進行的概率計算以及對發送信道噪聲方差的假定。
此外，SSA(suboptimum soft output，亞最佳軟輸出算法)也是MAP算法的一種，在這種算法中，可在不降低接收機性能的情況下，在對數域中對概率進行計算，同時也不必對噪聲方差進行假定。
因此，如果用SSA算法作為解碼算法，那么要為編碼器的輸入比特d1和d0產生4種軟輸出，它們分別在下述計算公式1中示出[計算公式1]
L(00)∝_Log P(d1d0＝00|observation)L(01)∝_Log P(d1d0＝01|observation)L(10)∝_Log P(d1d0＝10|observation)L(11)∝_Log P(d1d0＝11|observation)………(e1)由SSA解碼器產生的軟輸出是解碼之后得到的“d1”和“d0”的4種類型組合的概率值的度量。同時，當用卷積碼作為外部代碼時，這些軟輸出可直接用作為分支度量。
如上面的說明所提到的，本發明的數字通信系統能通過接收機的附加糾錯碼改進性能，從而提高附加數據的準確性。
此外，本發明與接收ATSC數據的傳統接收機相兼容。
上述實施例只用來作為示范，它們不構成對本發明的限制。本發明介紹的技術很容易用于其它類型的設備。我們對本發明的描述盡可能做到直觀易理解，并非對權利要求的范圍進行限制。各種可供選擇的方案、修改及變化對本領域技術人員來說，是顯而易見的。
權利要求
1.一種數字電視中的發送系統，包括一個糾錯編碼器部分，用來對通過第一路徑輸入的附加數據實行糾錯編碼；一個多路復用器(MUX)部分，用來對通過第二路徑輸入的ATSC數據和通過第一路徑進行糾錯編碼的附加數據實施多路復用，以便輸出串行數據；一個控制部分，用來控制是否要在通過第一和第二路徑輸入的路徑中實施隨機化處理；一個信道編碼部分，用來對隨機化處理的結果執行RS編碼和TCM編碼；以及一個VSB發送部分，用來用VSB方法來調制信道編碼數據，并輸出所調制的數據。
2.根據權利要求1所述的發送系統，其中當輸入數據是通過第一路徑輸入的附加數據時，控制部分旁路隨機化處理。
3.一種數字電視中的接收機系統，包括一個糾錯編碼器部分，用來對通過第一路徑輸入的附加數據實行糾錯編碼；一個多路復用器(MUX)部分，用來對通過第二路徑輸入的ATSC數據和通過第一路徑進行糾錯編碼的附加數據實施多路復用，以便輸出串行數據；一個控制部分，用來控制是否要在通過第一和第二路徑輸入的路徑中實施隨機化處理；一個信道編碼部分，用來對隨機化處理的結果執行RS編碼和TCM編碼；一個數據接收機部分，用來進行信道調諧，以便接收以下述方式發送的數據，即所述的信道編碼數據是用VSB方法調制的，所述的數據接收機部分對調諧的數據執行信道解調；一個解碼部分，它對所解調數據的音頻和視頻進行解碼；以及一個圖像顯示處理部分，它在圖像顯示器上顯示解碼的數據。
4.根據權利要求1所述的數字電視中的接收機系統，其中，當輸入數據是通過第一路徑輸入的附加數據時，控制部分旁路隨機化處理。
5.一種數字電視中的接收機系統，包括一個調諧器部分，用來接收和調諧通過同一信道發送的附加數據和ATSC數據；一個TCM解碼器，用來解碼并輸出ATSC數據和附加數據；一個去交織器，用來對從TCM解碼器輸出的數據進行去交織處理；一個多路分解器，用來根據去交織器的輸出數據的種類，沿第一路徑或第二路徑進行多路分解，所述第一和第二路徑分別為發送ATSC數據和附加數據的路徑；一個限定器，用來對由第一路徑輸出的數據進行硬判決；一個ATSC解碼器部分，包括一個非隨機函數發生器；以及一個附加糾錯解碼器部分，用來對通過第二路徑輸出的附加數據的附加錯誤編碼數據進行解碼。
6.根據權利要求5所述的接收機系統，其中所述TCM解碼器導致輸出一個軟值。
7.根據權利要求5所述的接收機系統，還包括一個奇偶清除部分，它只清除增加到附加數據的奇偶性，這一附加數據由多路分解器分離為第二路徑，其中奇偶性是發送時增加的。
8.一種數字電視中的接收方法，包括一個信道分離步驟，用來僅通過接收并調諧附加數據和ATSC數據來選擇所需的信道，所述附加數據和ATSC數據是以RF頻率通過同一信道發送的；一個解調步驟，用來把所選擇的信道解調為一個基帶頻率；一個TCM解碼步驟，用來對解調的信號執行TCM解碼，以便輸出一個輸出值，這個值是一個軟值；一個去交織步驟，用來對輸出的軟值執行去交織處理；一個分離步驟，用來根據交織結果將輸出值分離為分別沿第一路徑和第二路徑的ATSC數據和附加數據；一個限定步驟，用來通過對沿第一路徑輸出的ATSC數據執行硬判決，來輸出一個硬值；一個RS解碼和非隨機化步驟，用來對輸出的硬值執行RS解碼和非隨機化處理；以及一個附加糾錯解碼步驟，用來對通過第二路徑輸出的附加數據執行附加糾錯解碼過程，以便對附加的錯誤編碼數據進行解碼。
9.根據權利要求8所述的接收方法，還包括一個步驟，用來清除增加到附加數據中的奇偶性，該附加數據通過多路分解器分離為第二路徑，其中奇偶性是在發送時增加的。
全文摘要
公開了一種數字通信系統。發送系統包括:糾錯編碼器部分,對通過第一路徑輸入的附加數據糾錯編碼;多路復用器(MUX)部分;控制部分;信道編碼部分,執行RS編碼和TCM編碼;VSB發送部分,用VSB方法調制信道編碼數據,輸出調制數據。接收機系統包括:調諧器部分,接收并調諧通過同一信道發送的附加數據和ATSC數據;TCM解碼器,解碼并輸出ATSC數據和附加數據;去交織器,對TCM解碼器輸出的數據去交織;多路分解器,根據去交織器輸出的數據種類,沿第一路徑(ATSC)或第二路徑(附加數據)執行多路分解;限定器,對通過第一路徑輸出的數據執行硬判決;ATSC解碼器部分,包括非隨機函數發生器;附加糾錯解碼器部分,對通過第二路徑輸出的附加數據的附加錯誤編碼數據進行解碼。
文檔編號H04N7/24GK1346213SQ0113761
公開日2002年4月24日 申請日期2001年9月22日 優先權日2000年9月22日
發明者崔仁煥, 具永謀, 姜景遠, 郭國淵 申請人:Lg電子株式會社