传输广播信号的装置、接收广播信号的装置、传输广播信号的方法和接收广播信号的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种传输广播信号的装置、接收广播信号的装置以及传输和接收广播 信号的方法。
【背景技术】
[0002] 模拟广播信号传输已到尽头，正开发传输/接收数字广播信号的各种技术。数字 广播信号可以包括比模拟广播信号更大量的视频/音频数据并且除视频/音频数据外，进 一步包括各种另外的数据。
[0003]S卩，数字广播系统能提供HD(高清）图像、多通道音频和各种另外的服务。然而， 为数字广播，需要进一步提高用于传输大量数据的数据传输效率、传输/接收网络的鲁棒 性和考虑移动接收设备的网络灵活性。
【发明内容】
[0004] 技术问题
[0005] 设计来解决该问题的本发明的目的依赖于传输广播信号来在时域中，复用提供两 个或更多不同广播服务的广播传输/接收系统的数据，并且通过同一RF信号带宽传送复用 的数据的装置和方法，以及接收与其对应的广播信号的装置和方法。
[0006] 设计来解决该问题的本发明的另一目的依赖于传输广播信号的装置、接收广播信 号的装置以及传送和接收广播信号来按分量分类对应于服务的数据、将对应于每一分量的 数据传输为数据管道，接收并处理该数据的方法。
[0007] 设计来解决该问题的本发明的又一目的依赖于传输广播信号的装置、接收广播信 号的装置以及传输和接收广播信号来信号告知提供广播信号所必需的信令信息的方法。
[0008] 技术方案
[0009] 通过提供一种传输广播信号的方法，能实现本发明的目的，该方法包括：编码数据 管道DP数据，其中编码进一步包括前向纠错FEC编码DP数据，比特交织FEC编码的DP数 据，以及将比特交织的DP数据映射到星座上；通过映射所编码的DP数据来建立至少一个信 号帧；以及通过正交频分复用OFDM方法来调制至少一个所建立的信号帧中的数据，以及传 输具有所调制的数据的广播信号，其中至少一个信号帧的每一个包括具有重复的至少一个 信令信息的至少一个前导。
[0010] 优选地，该方法进一步包括生成至少一个前导。
[0011] 优选地，生成至少一个前导进一步包括通过使用至少一个序列来生成保护间隔， 其中至少一个前导的每一个包括保护间隔。
[0012] 优选地，至少一个序列是二进制类线性调频序列（Binarychirp-like sequence)、类线性调频序列、均衡m序列和Zadoff-Chu序列中的一个。
[0013] 优选地，通过分配到活跃载波来进一步处理重复至少一个信令信息。
[0014] 优选地，该编码进一步包括多输入多输出M頂0处理所映射的DP数据以及时间交 织M頂0处理的DP数据。
[0015] 优选地，该方法进一步包括多输入单输出MISO处理。
[0016] 在本发明的另一方面中，在此提供一种传输广播信号的装置，该装置包括：编码模 块，该编码模块被配置成编码数据管道DP数据，其中编码模块包括用于FEC编码DP数据 的前向纠错FEC编码模块、用于比特交织FEC编码的DP数据的比特交织模块、以及用于将 比特交织的DP数据映射到星座上的映射模块；构建模块，该构建模块被配置成通过映射所 编码的DP数据来建立至少一个信号帧；以及调制模块，该调制模块被配置成通过正交频分 复用OFDM方法来调制至少一个所建立的信号帧中的数据，以及传输具有所调制的数据的 广播信号，其中至少一个信号帧的每一个包括具有重复的至少一个信令信息的至少一个前 导。
[0017] 优选地，该装置进一步包括生成模块，该生成模块被配置成生成至少一个前导。
[0018] 优选地，生成模块通过使用至少一个序列来生成保护间隔，其中至少一个前导的 每一个包括保护间隔。
[0019] 优选地，至少一个序列是二进制类线性调频序列、类线性调频序列、均衡m序列和 Zadoff-Chu序列中的一个。
[0020] 优选地，通过分配到活跃载波来进一步处理重复的至少一个信令信息。
[0021] 优选地，编码模块进一步包括多输入多输出MMO处理模块，该输入多输出MMO处 理模块用于M頂0处理所映射的DP数据，以及时间交织模块，该时间交织模块用于时间交织 M頂0处理的DP数据。
[0022] 优选地，该装置进一步包括多输入单输出MISO处理模块，该多输入单输出MISO处 理模块用于MISO处理。
[0023] 在本发明的另一方面中，提供一种接收广播信号的方法，该方法包括：接收具有至 少一个信号帧的广播信号并且通过正交频分复用OFDM方法来解调至少一个信号帧中的数 据；通过解映射数据管道DP数据来解析至少一个信号帧；以及解码DP数据，其中解码进一 步包括：从星座解映射DP数据，比特解交织所解映射的DP数据，以及前向纠错FEC解码比 特解交织DP数据，其中至少一个信号帧的每一个包括具有重复的至少一个信令信息的至 少一个前导。
[0024] 优选地，至少一个前导的每一个包括通过使用至少一个序列所生成的保护间隔。
[0025] 优选地，至少一个序列是二进制类线性调频序列、类线性调频序列、均衡m序列和 Zadoff-Chu序列中的一个。
[0026] 优选地，通过分配到活跃载波来进一步处理重复的至少一个信令信息。
[0027] 优选地，解码进一步包括时间解交织DP数据、以及多输入多输出MMO解码时间解 交织的DP数据。
[0028] 优选地，该方法进一步包括多输入单输出MISO解码。
[0029] 在本发明的另一方面中，在此提供一种接收广播信号的装置，该装置包括：接收模 块，该接收模块被配置成接收具有至少一个信号帧的广播信号以及通过正交频分复用OFDM 方法来解调至少一个信号帧中的数据；帧解析模块，该帧解析模块被配置成通过解映射数 据管道DP数据来解析至少一个信号帧；以及解码模块，该解码模块被配置成解码DP数据， 其中解码模块包括：用于从星座解映射DP数据的解映射模块、用于比特解交织所解映射的DP数据的比特解交织模块、以及用于FEC解码比特解交织DP数据的前向纠错FEC解码模 块，其中至少一个信号帧的每一个包括具有重复的至少一个信令信息的至少一个前导。
[0030] 优选地，至少一个前导的每一个包括通过使用至少一个序列所生成的保护间隔。
[0031] 优选地，至少一个序列是二进制类线性调频序列、类线性调频序列、均衡m序列和 Zadoff-Chu序列中的一个。
[0032] 优选地，通过分配到活跃载波来进一步处理重复的至少一个信令信息。
[0033] 优选地，解码模块进一步包括用于时间解交织DP数据的时间解交织模块、以及用 于MMO解码时间解交织的DP数据的多输入多输出MMO解码模块。
[0034] 优选地，该装置进一步包括多输入单输出MISO解码模块，该多输入单输出MISO解 码模块被配置成进行MISO解码。
[0035] 有益效果
[0036] 本发明能根据服务特性处理数据来控制用于每一个服务或服务组件的QoS，由此 提供各种广播服务。
[0037] 本发明能通过同一RF信号带宽，通过传输各种广播服务，实现传输灵活性。
[0038] 本发明能使用MIMO系统来提高数据传输效率和增加广播信号的传输/接收的鲁 棒性。
[0039] 根据本发明，即使通过移动接收设备或在室内环境中，也可以提供能无错误地接 收数字广播信号的广播信号传输和接收方法及装置。
【附图说明】
[0040] 包括以提供本发明的进一步理解的附图示例本发明的实施例并且结合说明书，用 来说明本发明的原理。
[0041] 在图中：
[0042]图1示出根据本发明的实施例的传输用于未来广播服务的广播信号的装置的结 构。
[0043]图2示出根据本发明的实施例的输入格式化模块。
[0044]图3示出根据本发明的另一实施例的输入格式化模块。
[0045]图4示出根据本发明的另一实施例的输入格式化模块。
[0046] 图5示出根据本发明的实施例的编译&调制模块。
[0047]图6示出根据本发明的实施例的帧结构模块。
[0048]图7示出根据本发明的实施例的波形生成模块。
[0049]图8示出根据本发明的实施例的接收用于未来广播服务的广播信号的装置的结 构。
[0050] 图9示出根据本发明的实施例的同步&解调模块。
[0051]图10示出根据本发明的实施例的帧解析模块。
[0052] 图11示出根据本发明的实施例的解映射&解码模块。
[0053] 图12示出根据本发明的实施例的输出处理器。
[0054] 图13示出根据本发明的另一实施例的输出处理器。
[0055] 图14示出根据本发明的另一实施例的编译&调制模块。
[0056] 图15示出根据本发明的另一实施例的解映射&解码模块。
[0057] 图16示出根据本发明的实施例的超帧结构。
[0058] 图17示出根据本发明的实施例的前导插入块。
[0059] 图18示出根据本发明的实施例的前导结构。
[0060] 图19示出根据本发明的实施例的前导检测器。
[0061] 图20示出根据本发明的实施例的相关检测器。
[0062] 图21示出表示当使用根据本发明的实施例的加扰序列时获得的结果的图。
[0063] 图22示出表示当使用根据本发明的另一实施例的加扰序列时获得的结果的图。
[0064] 图23示出表示当使用根据本发明的另一实施例的加扰序列时获得的结果的图。
[0065]图24是示出当使用根据本发明的另一实施例的加扰序列时获得的结果的图。
[0066]图25是示出当使用根据本发明的另一实施例的加扰序列时获得的结果的图。 [0067] 图26示出根据本发明的实施例的信令信息交织过程。
[0068] 图27示出根据本发明的另一实施例的信令信息交织过程。
[0069] 图28示出根据本发明的实施例的信令解码器。
[0070] 图29是示出根本发明的实施例的信令解码器的性能的图。
[0071] 图30示出根据本发明的另一实施例的前导插入块。
[0072] 图31示出根据本发明的实施例的前导中的信令数据的结构。
[0073] 图32示出处理在根据一个实施例的前导上承载的信令数据的过程。
[0074] 图33示出根据一个实施例，在时域中中继的前导结构。
[0075] 图34示出根据本发明的实施例的前导检测器和包括在前导检测器中的相关检测 器。
[0076] 图35示出根据本发明的另一实施例的前导检测器。
[0077] 图36示出根据本发明的实施例的前导检测器和包括在前导检测器中的信令解码 器。
[0078] 图37示出根据一个实施例的传输广播信号的方法。
[0079] 图38示出根据实施例的接收广播信号的装置。
【具体实施方式】
[0080] 现在，将详细地参考本发明的优选实施例，在附图中示出其描述。在下文中，将参 考附图给出的详细描述意在解释本发明的示出性实施例，而不是表示根据本发明能实现的 仅有的实施例。下述详细描述包括具体细节以便提供本发明的全面理解。然而，本发明的 技术人员将理解到没有这些具体细节，也能实施本发明。
[0081] 尽管从本领域广泛使用的常见术语选择用在本发明中的大多数术语，但一些术语 由申请人任意选择并且根据需要，在下述描述中详细地解释它们的含义。由此，应当基于术 语的预期含义，而不是它们的简单名称或含义理解本发明。
[0082] 本发明提供用于传输和接收用于未来广播服务的广播信号的装置和方法。根据本 发明的实施例的未来广播服务包括地面广播服务、移动广播服务、UHDTV服务等等。根据一 个实施例，本发明可以通过非Mnro(多输入多输出）或MM0,处理用于未来广播服务的广播 信号。根据本发明的实施例的非Mnro方案可以包括Miso(多输入单输出）方案、siso(单 输入单输出）方案等等。
[0083] 尽管为方便描述，在下文中，MISO或MIMO使用两个天线，但本发明可应用于使用 两个或更多个天线的系统。
[0084]图1示出根据本发明的实施例，用于传输未来广播服务的广播信号的装置的结 构。
[0085]根据本发明的实施例的传输用于未来广播服务的广播信号的装置能包括输入格 式化模块1000、编译&调制模块1100、帧结构模块1200、波形生成模块1300和信令生成模 块1400。将描述传输广播信号的装置的每个模块的操作。
[0086] 参考图1，根据本发明的实施例的传输用于未来广播服务的广播信号的装置能接 收10^615、1?流^4八6)和通用流（65)，作为输入信号。此外，传输广播信号的装置能接 收有关构成输入信号的每个流的配置的管理信息并且参考所接收的管理信息，生成最终物 理层信号。
[0087] 根据本发明的实施例的输入格式化模块1000能在用于编码和调制的标准或服务 或服务组件的基础上，分类输入流并且将输入流输出为多个逻辑数据管道（或数据管道或 DP数据）。数据管道是承载可承载一个或多个服务或服务组件的服务数据或相关元数据的 物理层中的逻辑信道。此外，通过每个数据管道传输的数据可以称为DP数据。
[0088] 此外，根据本发明的实施例的输入格式化模块1000能将每个数据管道划分成执 行编译和调制所必需的块，并且执行增加传输效率或执行调度所必需的处理。稍后将描述 输入格式化模块1000的操作的细节。
[0089] 根据本发明的实施例的编译&调制模块1100能在从输入格式化模块1000接收的 每个数据管道上执行前向纠错（FEC)编码，使得接收广播信号的装置能校正可以在传输信 道上生成的错误。此外，根据本发明的实施例的编译&调制模块1100能将FEC输出比特数 据变换成符号数据并且交织该符号数据来校正由信道引起的突发错误。如图1所示，根据 本发明的实施例的编译&调制模块1100能划分所处理的数据，使得所划分的数据能通过用 于各个天线输出的数据路径输出，以便通过两个或更多个Tx天线传输该数据。
[0090] 根据本发明的实施例的帧结构模块1200能将从编译&调制模块1100输出的数据 映射到信号帧。根据本发明的实施例的帧结构模块1200能使用从输入格式化模块1000输 出的调度信息，执行映射并且交织信号帧中的数据以便获得额外的分集增益。
[0091] 根据本发明的实施例的波形生成模块1300能将从帧结构模块1200输出的信号帧 变换成用于传输的信号。在这种情况下，根据本发明的实施例的波形生成模块1300能将前 导信号（或前导）插入到用于传输装置的检测的信号中并且将用于估计传输信道来补偿失 真的参考信号插入到该信号中。此外，根据本发明的实施例的波形生成模块1300能提供保 护间隔并且将特定序列插入到同一信号中以便抵消由于多路接收导致的信道延迟扩展的 影响。此外，根据本发明的实施例的波形生成模块1300能考虑信号特性，诸如输出信号的 峰均功率比，执行有效传输所必需的过程。
[0092] 根据本发明的实施例的信令生成模块1400使用输入管理信息和由输入格式化模 块1000、编译&调制模块1100和帧结构模块1200生成的信息，生成最终物理层信令信息。 因此，根据本发明的实施例的接收装置能通过解码信令信息，解码所接收的信号。
[0093] 如上所述，根据本发明的一个实施例的传输用于未来广播服务的广播信号的装置 能提供地面广播服务、移动广播服务、UHDTV服务等等。因此，根据本发明的一个实施例的 传输用于未来广播服务的广播信号的装置能在时域中复用用于不同服务的信号并且传输 它们。
[0094]图2、3和4示出根据本发明的实施例的输入格式化模块1000。将描述每个图。 [0095]图2示出根据本发明的一个实施例的输入格式化模块。图2示出当输入信号为单 一输入流时的输入格式化模块。
[0096] 参考图2,根据本发明的一个实施例的输入格式化模块能包括模式自适应模块 2000和流自适应模块2100。
[0097] 如图2所示，模式自适应模块2000能包括输入接口块2010、CRC-8编码器块2020 和BB报头插入块2030。将描述模式自适应模块2000的每个块。
[0098] 输入接口块2010能将输入到其的单一输入流划分成每个具有用于稍后将执行的 FEC(BCH/LDPC)的基带（BB)帧的长度的数据片并且输出数据片。
[0099]CRC-8编码器块2020能在BB帧数据上执行CRC编码来向其添加冗余数据。
[0100] BB报头插入块2030能将包括诸如模式自适应类型（TS/GS/IP)、用户分组长度、数 据字段长度、用户分组同步字节、数据字段中的用户分组同步字节的开始地址、高效率模式 指示器、输入流同步字段等等的信息的报头插入到BB帧数据中。
[0101] 如图2所示，流自适应模块2100能包括填充插入块2110和BB加扰器块2120。将 描述流自适应模块2100的每个块。
[0102] 如果从模式自适应模块2000接收的数据具有短于FEC编码所必需的输入数据长 度的长度，则填充插入块2110能将填充比特插入数据中，使得该数据具有输入数据长度并 且输出包括该填充比特的数据。
[0103]BB加扰器块2120能通过在输入比特流和伪随机二进制序列（PRBS)上执行XOR运 算，随机化输入比特流。
[0104] 上述块可以被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0105] 如图2所示，输入格式化模块能将数据管道最终输出到编译&调制模块。
[0106] 图3示出根据本发明的另一实施例的输入格式化模块。图3示出当输入信号对应 于多个输入流时的输入格式化模块的模式自适应模块3000。
[0107] 用于处理多个输入流的输入格式化模块的模式自适应模块3000能单独地处理多 个输入流。
[0108] 参考图3,用于分别处理多个输入流的模式自适应模块3000能包括输入接口块、 输入流同步器块3100、补偿延迟块3200、空分组删除块3300、CRC-8编码器块和BB报头插 入块。将描述模式自适应模块3000的每个块。
[0109] 输入接口块、CRC-8编码器块和BB报头插入块的操作对应于参考图2所述的输入 接口块、CRC-8编码器块和BB报头插入块的操作，由此，将省略其描述。
[0110] 输入流同步器块3100能传输输入流时钟参考（ISCR)信息来生成用于接收广播信 号来恢复TS或GS的装置所必需的时序信息。
[0111] 补偿延迟块3200能延迟输入数据并且输出所延迟的输入数据，使得如果在由传 输装置，根据包括时序信息的数据的处理，在数据管道之间生成延迟，则接收广播信号的装 置能同步输入数据。
[0112] 空分组删除块3300能从输入数据删除不必要传输的输入空分组，基于删除空分 组的位置，将所删除的空分组数量插入到输入数据中，并且传输该输入数据。
[0113] 上述块可以被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0114]图4示出根据本发明的另一实施例的输入格式化模块。
[0115] 具体地，图4示出当输入信号对应于多个输入流时的输入格式化模块的流自适应 丰旲块。
[0116] 输入信号对应于多个输入流时的输入格式化模块的流自适应模块能包括调度器 4000、1帧延迟块4100、带内信令或填充插入块4200、物理层信令生成块4300和BB加扰器 块4400。将描述流自适应模块的每个块。
[0117] 调度器4000能使用具有双极性的多个天线，执行用于MMO系统的调度。此外，调 度器4000能生成用在用于包括在图1所示的编译&调制模块中的天线路径的信号处理块， 诸如比特到信元解复用块、信元交织器、时间交织器等等中的参数。
[0118] 1-帧延迟块4100能使输入数据延迟一个传输帧，使得能通过用于将插入到数据 管道中的带内信令信息的当前帧，传输有关下一帧的调度信息。