專利名稱：用于發送和接收信號的裝置以及用于發送和接收信號的方法
技術領域：
本發明涉及用于發送和接收信號的方法以及用于發送和接收信號的裝置，更具體地說，涉及能夠提高數據傳輸效率的發送和接收信號的方法以及發送和接收信號的裝置。
背景技術：
隨著數字廣播技術的發展，用戶已經接收到高清晰(HD)的運動圖像。隨著壓縮算法的持續發展和硬件性能的提高，未來將向用戶提供更好的環境。數字電視(DTV)系統可以接收數字廣播信號并向用戶提供多種補充業務以及視頻信號和音頻信號。數字視頻廣播(DVB :Digital Video Broadcasting) _C2是加入第二代傳輸系統的 DVB家族中的第三個規范。該規范開發于1994年，DVB-C現在已經被部署在全世界范圍內的超過5千萬個有線電視調諧器中。與其他的DVB第二代系統一致，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。恰當的比特交織方案優化了 FEC系統的整體魯棒性。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據切片中。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減損(burstimpairment)和如單一頻率竄入(single frequency ingress)的頻率選擇干擾的影響。隨著這些數字廣播技術的發展，對諸如視頻信號和音頻信號的業務的需要增加， 并且用戶需要的數據的大小和廣播信道的數量逐漸上升。
發明內容
技術問題技術方案因此，本發明致力于一種發送和接收信號的方法以及一種發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技術的限制和缺點而引起的一個或更多個問題。本發明的一個目的是提供一種用于發送和接收信號的方法以及發送和接收信號的裝置，其能夠改善數據傳輸效率。本發明的另一個目的是提供一種用于發送和接收信號的方法以及發送和接收信號的裝置，其能夠改善配置業務的比特的糾錯能力。本發明的其它優點、目的及特征一部分將在以下的說明書中進行闡述，并且一部分對于本領域的技術人員來說將在研讀以下內容后變得清楚。本發明的這些目的和其它優點可以通過在本書面描述及其權利要求書及附圖中具體指出的結構來實現和獲得。為了實現這些目標，本發明的第一方面提供了一種向接收機發送廣播信號的方法，該方法包括以下步驟將前導碼數據比特映射到前導碼數據符號，并且將數據比特映射到數據符號；基于所述數據符號來構造至少一個數據切片；在第一層Ll塊內對所述前導碼數據符號進行頻率交織；基于所述前導碼數據符號和所述數據切片來構造信號幀，所述前導碼數據符號包括用于通過信號通知所述數據切片的Ll信令信息；利用正交頻分復用 OFDM方法來對所構造的信號幀進行調制；以及發送經過調制的信號幀。本發明的另一個方面提供了一種接收廣播信號的方法，該方法包括以下步驟利用正交頻分復用OFDM方法來對所接收到的信號進行解調；從經過解調的信號中得到信號幀，該信號幀包括前導碼符號和數據符號，其中，所述前導碼符號具有第一層Ll信令信息， 其中，所述數據符號被分成至少一個數據切片；在Ll塊內對所述數據符號進行頻率去交織；將經過頻率去交織的數據符號去映射為比特；以及按照低密度奇偶校驗LDPC解碼方案來對所述比特進行解碼。本發明的另一個方面提供了一種向接收機發送廣播信號的發射機，該發射機包括映射器，其被配置成將前導碼數據比特映射到前導碼數據符號，并且將數據比特映射到數據符號；數據切片構造器，其被配置成基于所述數據符號來構造至少一個數據切片；頻率交織器，其被配置成在第一層Ll塊內對所述數據符號進行頻率交織；幀構造器，其被配置成基于所述前導碼數據符號和所述數據切片來構造信號幀，所述前導碼數據符號包括用于通過信號通知所述數據切片的Ll信令信息；調制器，其被配置成利用正交頻分復用OFDM 方法來對所構造的信號幀進行調制；以及發送單元，其被配置成發送經過調制的信號幀。本發明的另一個方面提供了一種接收廣播信號的接收機，該接收機包括解調器， 其被配置成利用正交頻分復用OFDM方法來對接收到的信號進行解調；幀解析器，其被配置成從經過解調的信號中得到信號幀，該信號幀包括前導碼符號和數據符號，其中，所述前導碼符號具有第一層Ll信令信息，其中，所述數據符號被分成至少一個數據切片；頻率去交織器，其被配置成在Ll塊內對所述數據符號進行頻率去交織；去映射器，其被配置成將經過頻率去交織的數據符號去映射為比特；以及解碼器，其被配置成按照低密度奇偶校驗 LDPC解碼方案對所述比特進行解碼。
附圖被包括在本申請中以提供對本發明的進一步理解，并結合到本申請中且構成本申請的一部分，附圖示出了本發明的(多個)實施方式，且與說明書一起用于解釋本發明的原理。在附圖中圖1是在歐洲DVB-T中使用的64-正交幅度調制(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10M-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(1024 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)。
圖觀到圖四是利用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是數字發送系統的示例。
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是考慮了常規系統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數據的數據符號的幀結構。
圖42是幀構造器的示例。
圖43是圖4所示的導頻插入004)的示例。
圖44是SP的結構。
圖45是新的SP結構或導頻模式(PP) 5。
圖46是所提出的PP5’的結構。
圖47是數據符號與前導碼之間的關系。
圖48是數據符號與前導碼之間的另一種關系。
圖49是有線信道延遲概況的示例。
圖50是使用ζ = 56和ζ = 112的分散導頻結構。
圖51是基于OFDM的調制器的示例。
圖52是前導碼結構的示例。
圖53是前導碼解碼的示例。
圖54是設計更優化的前導碼的過程。
圖55是前導碼結構的另一個示例。
圖56是前導碼解碼的另一個示例。
圖57是前導碼結構的示例。
圖58是Ll解碼的示例。
圖59是模擬處理器的示例。
圖60是數字接收機系統的示例。
圖61是在接收機處使用的模擬處理器的示例。
圖62是解調器的示例。
圖63是幀解析器的示例。
圖64是BICM解調器。
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是在幀報頭中發送的Ll信令的示例。
圖71是前導碼和Ll結構仿真結果。
圖72是符號交織器的示例。
圖73是Ll塊發送的示例。
圖74是在幀報頭中發送的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模塊的數據通道上的ModCod報頭插入模塊(307)處在FECFRAME (FEC幀)報頭中發送。
圖77示出了用于最小化開銷的FECFRAME報頭的結構。
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幀結構的示例。
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信令塊的結構。
圖83示出了 Ll時間交織。
圖84示出了提取調制和編碼(code)信息的示例。
圖85示出了 Ll-pre信令的另一示例。
圖86示出了前導碼中發送的Ll信令塊的調度的示例。
圖87示出了考慮了功率提升(power boosting)的Ll-pre信令的示例。
圖88示出了 Ll信令的示例。
圖89示出了提取調制和編碼信息的另一示例。
圖90示出了提取調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是在幀報頭內發送的Ll信令的另一示例。
圖96是在幀報頭內發送的Ll信令的另一示例。
圖97是在幀報頭內發送的Ll信令的另一示例。
圖98示出了 Ll信令的示例。
具體實施例方式下面將詳細描述本發明的優選實施方式，在附圖中例示出了本發明的優選實施方式的示例。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，術語“業務”將表示能夠通過信號發送/接收裝置發送/接收的任意廣播內容。在使用常規的比特交織編碼調制(BICM =Bit Interleaved Coded Modulation)的廣播發送環境中，使用了利用二進制反射格雷碼(BRGC)的正交幅度調制(QAM)作為調制方法。圖1示出了在歐洲DVB-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)。可以把特定的星座點與其他相鄰點之間的漢明距離的特性稱為QAM中的格雷映射規律。為了使系統對加性高斯白噪聲(AWGN)更加魯棒，可以使從發射機發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。可以將這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(⑶F GaussianCumulative Distribution Function)。在 64、256 或 1024QAM(即，2ΛΝ QAM)的情況下，可以將QAM分成兩個獨立的N-PAM。通過將高斯⑶F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
Γ π rXI 1 -χ ρ 1 3 2Ν-11 …、J I Q ζ (ix=n P't-1——,——................-^ (式 ι)
L」■t-t-t-t-t-t-t-t-t-t-t·,^^- femdf\L / ‘ tiI ^-V I. 1f-\ Ife I、η Bk II\Xi/
J-OO VSe ‘ ' L2N 2N ZN J圖3是利用上述方法將DVB-T的64 QAM變換成為NU-64 QAM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果。 在32、128或512 QAM( S卩，十字形QAM，而不是2ΛΝ QAM)的情況下，通過恰當地修改Pj，可以發現新的坐標。本發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。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當把這個經過修改的QAM應用于廣播或通信系統時，可以利用與常規系統相同的能量實現對噪聲更加魯棒的系統或實現具有與常規系統相同性能但是使用更少能量的系統。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，還可以實現使能相同的功率優化的其他類型的經過修改的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，經過修改的QAM可以如常規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量恒定的QAM不同的是，在MQAM中的點的數量變化。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個值的點的數量限定為nj，則可以將Pj定義如下
權利要求
1.一種向接收機發送廣播信號的方法，該方法包括以下步驟將前導碼數據比特映射到前導碼數據符號，并且將數據比特映射到數據符號； 基于所述數據符號來構造至少一個數據切片； 在第一層Ll塊內對所述前導碼數據符號進行頻率交織；基于所述前導碼數據符號和所述數據切片來構造信號幀，所述前導碼數據符號包括用于通過信號通知所述數據切片的Ll信令信息；利用正交頻分復用OFDM方法來對所構造的信號幀進行調制；以及發送經過調制的信號幀。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述Ll信令信息具有標識所述數據切片的數據切片ID信息。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述數據切片ID信息的長度是8比特。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述Ll信令信息還具有PLP有效載荷類型信息， 該PLP有效載荷類型信息指示了由PLP承載的有效載荷數據的類型。
5.一種接收廣播信號的方法，該方法包括以下步驟利用正交頻分復用OFDM方法來對所接收到的信號進行解調； 從經過解調的信號中得到信號幀，該信號幀包括前導碼符號和數據符號，其中，所述前導碼符號具有第一層Ll信令信息，其中，所述數據符號被分成至少一個數據切片； 在Ll塊內對所述數據符號進行頻率去交織； 將經過頻率去交織的數據符號去映射為比特；以及按照低密度奇偶校驗LDPC解碼方案來對所述比特進行解碼。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述Ll信令信息具有標識所述數據切片的數據切片ID信息。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述數據切片ID信息的長度是8比特。
8.根據權利要求6所述的方法，其中，所述Ll信令信息還具有PLP有效載荷類型信息， 該PLP有效載荷類型信息指示了由PLP承載的有效載荷數據的類型。
9.一種向接收機發送廣播信號的發射機，該發射機包括映射器，其被配置成將前導碼數據比特映射到前導碼數據符號，并且將數據比特映射到數據符號；數據切片構造器，其被配置成基于所述數據符號來構造至少一個數據切片； 頻率交織器，其被配置成在第一層Ll塊內對所述數據符號進行頻率交織； 幀構造器，其被配置成基于所述前導碼數據符號和所述數據切片來構造信號幀，所述前導碼數據符號包括用于通過信號通知所述數據切片的Ll信令信息；調制器，其被配置成利用正交頻分復用OFDM方法來對所構造的信號幀進行調制；以及發送單元，其被配置成發送經過調制的信號幀。
10.根據權利要求9所述的發射機，其中，所述Ll信令信息具有標識所述數據切片的數據切片ID信息。
11.根據權利要求10所述的發射機，其中，所述數據切片ID信息的長度是8比特。
12.根據權利要求10所述的發射機，其中，所述Ll信令信息還具有PLP有效載荷類型信息，該PLP有效載荷類型信息指示了由PLP承載的有效載荷數據的類型。
13.一種接收廣播信號的接收機，該接收機包括解調器，其被配置成利用正交頻分復用OFDM方法來對接收到的信號進行解調； 幀解析器，其被配置成從經過解調的信號中得到信號幀，該信號幀包括前導碼符號和數據符號，其中，所述前導碼符號具有第一層Ll信令信息，其中，所述數據符號被分成至少一個數據切片；頻率去交織器，其被配置成在Ll塊內對所述數據符號進行頻率去交織； 去映射器，其被配置成將經過頻率去交織的數據符號去映射為比特；以及解碼器，其被配置成按照低密度奇偶校驗LDPC解碼方案對所述比特進行解碼。
14.根據權利要求13所述的接收機，其中，所述Ll信令信息具有標識所述數據切片的數據切片ID信息。
15.根據權利要求14所述的接收機，其中，所述數據切片ID信息的長度是8比特。
全文摘要
本發明涉及發送和接收信號的方法及相應裝置。本發明的一個方面涉及以全去交織深度對所接收到的信號進行時間去交織的方法。
文檔編號H04N7/015GK102246516SQ200980149181
公開日2011年11月16日 申請日期2009年7月23日 優先權日2008年12月12日
發明者文相喆, 樸正桓, 高祐奭 申請人:Lg電子株式會社