数字广播系统及其数据处理方法

专利名称：数字广播系统及其数据处理方法
技术领域：
本发明涉及一种数字广播系统及其数据处理方法，更具体地讲，涉及一种可通过包的有效发送和接收来减小频率资源的浪费的数字广播系统和数据处理方法。
背景技术：
近来，电视(TV)广播的类型已经突然从模拟改变为数字，广播系统(例如韩国的Koreaset、美国的DirecTV、日本的PerfecTV等)已经采用数字电视(DTV)系统。在地面广播中，美国的ATV(先进TV)以及欧洲的DVB(数字视频广播)快速地推动了数字TV广播。
图1示出一般数字TV广播系统以及将TV广播从广播站发送到基站的处理。参照图l，数字TV广播系统100包括至少一个广播站110以及在不同覆盖区域内排列的多个基站120A-120N。广播站110使用调制器(未显示)通过对例如分别通过相机和麦克风获得的视频信号和音频信号压縮和打包来产生包形式的广播信号，并通过传输信道(例如，光缆或无线方式)发送广播包。排列可分别位于国家的不同部分的各基站120A-120N以接收广播信号，从而处理接收的广播信号。每个基站一般设置有能够发送和接收广播信号的收发器(即，发送器和接收器)。 在这种情况下，广播包被逐一顺序发送。安装在各基站中的发送器以帧为单位处理从广播站110发送的广播包，并将处理的广播包发送给属于预定广播区域的广播接收器(例如，TV接收器)。这里，各基站120A-120N分别具有可发送广播信号的固定发送范围。
可以以不同的形式提供这种广播包或帧。当在各个基站120A-120N的发送器中产生帧时，发送器通过相继累积发送的广播包来形成帧。然而，如果发送器处于"关闭"状态，尽管广播包被从广播站110发送，但是发送器不能接收广播包。当发送器被转换为"打开"时，通过累积接收的广播包来形成帧。因此，各个基站120A-120N可根据发送器的"打开/关闭"状态以不同的顺序接收广播包，在这种情况下，对于各个基站120A-120N，包括在一个帧中的广播包可不同。 由于各个基站120A-120N的发送器以不同的顺序接收广播包，通过各个基站120A-120N形成的帧不同。因此，在从两个或多个基站120A-120N接收相同广播信号的区域中，在广播信号之间可能发生干扰。其结果是，在广播接收器，广播信号可能不会被接收。
为了防止这种类型的干扰，各个基站120A-120N通常使用单独的信道，即不同的频率。在使用单个频率的情况下，防止各个基站120A-120N的通信范围重叠的方法已经被使用，以防止广播信号被两个或多个基站120A-120N接收。然而，在各个基站120A-120N使用单独的信道的情况下，可能浪费频率资源。此外，在防止各个基站的通信范围重叠的情况下，不可避免地会发生广播接收器不能从各个基站120A-120N接收任何广播信号的区域。
因此，需要一种新的技术来通过使各个基站120A-120N使用相同的信道来防止频率资源的浪费，并且防止出现不能接收到广播信号的任何区域。

发明内容
技术问题 本发明的几个方面和示例性实施例提供一种数字广播系统及其数据处理方法，该
系统和方法能够通过使用包开始信息来发送/接收包来减小频率资源的浪费并且使用户方便。 技术方案 根据本发明的实施例，提供一种用于产生传送流的设备，包括包产生器，产生多个包；计数器，安排以对产生的包的数量计数并提供计数值；控制器，安排以确定所述计数值是否达到包的预定数量，将包开始信息插入包，并且以传送流发送其中插入有包开始信息的包。 根据本发明的另一方面，提供一种用于传送流产生设备的数据处理方法，包括通过压縮视频和音频信号来产生多个包；对产生的包的数量进行计数，并且提供计数值；确定所述计数值是否达到包的预定数量，根据所述计数值将包开始信息插入包，并且以传送流发送其中插入有包开始信息的包。 在本发明的另一方面，提供一种数字广播发送设备，包括同步设置单元，安排以
设置用于发送包形式的传送流的时钟同步；帧产生器，安排以确定指示帧的开始包的包开
始信息是否已经插入接收的多个包中的包之后的下一包，并且基于该确定产生帧。 在本发明的另一方面，提供一种用于数字广播发送设备的数据处理方法，包括设
置用于发送包形式的传送流的时钟同步；安排以确定指示帧的开始包的包开始信息是否已
经插入接收的多个包中的包之后的下一包，并且基于该确定产生帧。 在本发明的另一方面，提供一种数字广播系统，包括复用器，通过压縮视频和音
频信号来产生多个包，并且产生关于所述多个包的顺序的信息；数字广播发送器，从复用器
接收多个包和关于所述多个包的顺序的信息，并且根据所述顺序处理所述多个包。 在本发明的另一方面，提供一种用于数字广播系统的数据处理方法，包括通过压
縮视频和音频信号来产生多个包；产生关于所述多个包的顺序的信息；将所述多个包和关
于所述多个包的顺序的信息发送给发送器。 除了上述示例性实施例和方面之外，另外方面和实施例通过参照附图以及通过学
习以下描述将是清楚的。 技术效果 如上所述，根据本发明，如果频率资源没有减小，通过在发送器将包开始信息添加到将被发送的包，并且通过在接收器从接收的包中提取包开始信息并处理该包开始信息，可节省频率资源并且可消除浪费。 如图2和图6所示的数字广播系统的各种组件可以以硬件(例如，专用集成电路(ASIC))来实现；然而，可以利用适当的软件、硬件或其组合。具体地讲，可通过各种软件语言(包括(:丄++，》^、￥18皿1 Basic等)来编写软件模块。这些模块可包括数据和指令，该
数据和指令也可存储在一个或多个机器可读存储介质(例如，动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦除可编程只读存储器(EPR0M)、电可擦除可编程只读存储器(EEPR0M)和闪速存储器)；磁盘(例如，固定盘、软盘和可移动盘)；其他磁介质(包括磁带)；以及光学介质(例如，压縮盘(CD)或数字视频盘(DVD))上。软件程序或模块的指令也可以以许多不同方式之一加载或传送到无线网络上的无线卡或任何计算装置。例如，存储在软盘、CD或DVD介质、硬盘上或通过网络接口卡、调制解调器或其他接口装置传送的包括指令的代码段可被记载到系统，并作为相应的软件程序或模块被执行。在加载或传送处理中，实现为(通过电话线、网线、无线链路、线缆等传输的)载波的数据信号可将包括指令的代码段传输到网络节点或元件。这种载波可以是电信号、光学听觉信号、电磁信号或其他类型的信号的形式。


图1示出一般数字TV广播系统以及将TV节目从广播站传送到基站的处理； 图2是根据本发明实施例的示例性传送流(TS)构造单元的框图； 图3示出根据本发明实施例的示例性双重传送流的结构； 图4是根据本发明实施例的用于操作复用器的方法的流程图； 图5示出根据本发明实施例的根据ATSC VSB类型的数字广播系统的示例性数据
帧； 图6是示出根据本发明实施例的示例性数字广播发送器的构造的框图； 图7是根据本发明实施例的用于操作数字广播发送器的方法的流程图。
具体实施例方式
现在，详细参照本发明的实施例，其示例在附图中表示，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下通过参考附图描述实施例以解释本发明。 根据本发明实施例的数字广播系统，广播站被设置有广播包的复用器，基站被设置有各自的收发器(即，发送器和接收器)。当设置有复用器的广播站将广播包分别发送给设置有发送器的基站时，复用器和发送器共享关于指示帧开始的开始包的信息，从而各个基站的发送器形成相同帧。 在根据ATSC (高级电视系统委员会)VSB (残留边带)标准的美国的地面波数字电视(DTV)广播系统中，可使用双重传送流(TS)。这种双重传送流(TS)包括普通流和turbo流。 现在转到图2，示出了根据本发明实施例的用于产生双重传送流(TS)的示例性传送流(TS)构造单元的框图。参照图2， TS构造单元200包括RS(里德-索罗门)编码器210、占位符制作器220、交织器和TS复用器240。为了简化的目的，可省略RS编码器210和交织器230，并且可改变RS编码器210和交织器230的位置。 在TS构建单元200接收到普通流和turbo流。在这种情况下，普通流被直接输入到TS复用器，turbo流通过RS编码器210、占位符制作器220和交织器230被输入到TS复用器240。 RS编码器将奇偶校验添加到turbo流，占位符制作器220产生用于将待添加的奇偶校验插入到turbo流的奇偶校验插入区。 交织器230将从占位符制作器220接收的turbo流交织。TS复用器240复用普通流和turbo流来构建双重传送流(TS)。随后，TS复用器240通过将构建的双重传送流(TS)打包来产生广播包。TS复用器240包括包产生器241、计数器243和信息控制器245。包产 生器241通过组合普通流和turbo流来形成双重传送流(TS)，并且以包的形式来对双重传 送流(TS)打包。 图3示出根据本发明实施例的示例性双重传送流(TS)的结构。其后，将参照图3 解释复用器240的构造和操作。 参照图3，在双重传送流(TS)中，turbo流具有插入双重传送流的一个场的312段 的包的78个包。双重传送流(TS)被如此构建按照四个包以1 : 3的比率重复排列turbo 流的一个包(188字节)和普通流的三个包(188字节)。在在70个包的turbo流插入双重 传送流(TS)的312段中的情况下，双重传送流(TS)被如此构建包括(以1 : 3比率的) turbo流的一个包(188字节)和普通流的三个包(188字节)的四个包重复70次。
参照回图2，计数器243对包产生器241形成的双重传送流(TS)包的数量进行计 数，并输出计数的结果。 如果从计数器243接收的计数结果达到构成根据数字广播系统的标准预先确定 的多个帧的包的预定数量，则当计数结果达到包的预定数量时信息控制器245将包开始信 息添加到包，并发送添加有包开始信息的包。添加有包开始信息的包被称为VFIP(VSB帧初 始包)。 具体地讲，参照图3，信息控制器245将包开始信息添加到包括3字节的包的头，并 将具有包开始信息的包发送给基站(例如如图1所示)。在这种情况下，优选的是，将包开 始信息添加到头的包标识符(PID)区域。这里，包开始信息表示指示添加有包开始信息的 包的下一包是形成帧的第一包的信息。 如果从计数器243接收的计数结果不等于包的预定数量，则信息控制器245按原 样发送包产生器241形成的双重传送流包。也就是，当计数结果不等于包的预定数量时，信 息控制器245不将包开始信息添加到包，并将从包产生器241输出的双重传送流包发送给 基站(例如如图l所示)。 图4是提供用于解释根据本发明实施例的用于操作复用器的方法的流程图，图5 示出根据本发明实施例的由数字广播系统中的ATSC VSB类型发送器形成的示例性帧。
参照图4和图5，在步骤S410，包括在TS复用器240中的包产生器241通过将普 通流和turbo流组合来形成双重传送流(TS)，在这种情况下，双重传送流(TS)是包的形式。 也就是，包产生器241通过复用输入的普通流和turbo流来产生双重传送流(TS)，并以包的 形式提供双重传送流(TS)。 随后，在操作S420，计数器243对双重传送流包进行计数，并输出计数结果。随后， 在操作S430，信息控制器245确定计数结果是否达到构成根据数字广播系统的标准预定的 多个帧的包的预定数量。 如果计数结果达到包的预定数量，则在操作S440信息控制器245将包开始信息添 加到包的头。添加有包开始信息的包被称为VFIP(VSB帧初始包)。这里，包开始信息表示 指示添加有包开始信息的包的下一包是构成帧的第一包的信息。 具体地讲，如图5所示，包的每一帧包括两场，每一场包括作为第一段的一个场同 步段以及312个数据段。在设置每20个帧添加包开始信息的情况下，例如，当在操作S420 计数结果达到预定数量(例如，12，480)时，信息控制器345将包开始信息添加到包的头。这里，12， 480表示除了场同步段之外与20个帧相应的包的数量。 也就是，除了场同步段之外的一帧包括624个包，20个帧包括12，480(= 624X20)个包。信息控制器245将指示下一包(即，第12，481包)是构成下一帧的开始包 的包开始信息添加到最后包(即，第20帧的第12， 480包)的头。随后，在操作S450，如图 2所示包括在TS复用器240中的信息控制器245将包发送到基站(例如如图1所示)。
具体地讲，如果计数结果达到包的预定数量，则信息控制器245将VFIP (即，在操 作S440已经添加有包开始信息的包)发送到基站。如果计数结果还没有达到包的预定数 量，则包括在TS复用器240中的信息控制器245按原样发送包产生器241产生的双重传送 流包。也就是，对于计数结果没有达到包的预定数量情况下的包(即，该包不是VFIP)，包括 在TS复用器240中的信息控制器245将在操作S410输出的双重传送流包发送到基站(例 如如图1所示)。 另一方面，在根据本发明实施例的TS复用器240中，用于将包开始信息添加到包 的头或者用于构建具有预定数量的包的多个帧的信息控制器245仅是示例性的，本发明不 限于此。包信息控制器245根据计数结果是否等于包的预定数量，而不管是以帧单位还是 场单位来将包开始信息添加到包。此外，在根据本发明的TS复用器240中，添加到包的头 的包开始信息也可被应用到单个传送流包。 现在转到图6，示出根据本发明实施例的示例性数字广播发送器的构造。参照图 6，数字广播发送器600包括随机化器610、 RS编码器620、交织器630、网格编码器640、复 用器650和调制器660。然而，为了简单简洁的目的，可省略RS编码器620和交织器630， 并且可改变RS编码器620和交织器630的位置。 随机化器610将双重传送流(TS)随机化。这里，通过复用普通流和trubo流来获 得输入到随机化器610的双重传送流(TS)，该双重传送流(TS)包括用于添加奇偶校验的奇 偶校验区。 RS编码器620将奇偶校验添加到包括在输入双重传送流(TS)的包中的奇偶校验 区。RS编码器620是用于将奇偶校验添加到传送流(TS)以纠正在包传输过程中由于信道 特性可能发生的错误的级联编码器形式。 交织器630将从RS编码器620输入的双重传送流(TS)交织。这里，术语"交织" 不是指数据的改变，而是指数据在数据帧中的位置改变。 网格编码器640对交织器630交织的双重传送流(TS)网格编码，并将该网格编码 的双重传送流(TS)发送到包缓冲器(未显示)，以临时存储接收的双重传送流(TS)。
复用器650使用全球定位系统(GPS)将TS构建单元200和信号广播发送器600 的时钟同步设置为彼此相等，确定接收的双重传送流(TS)包是否是VFIP，并基于这种确定 的结果通过将段同步信号和场同步信号添加到双重传送流(TS)来构建帧。复用器650包 括同步设置单元651和帧产生器653。 同步设置单元651使用GPS来设置TS构建单元200和数字广播发送器600的时 钟同步。 具体地讲，在双重传送流(TS)的发送/接收期间，同步设置单元651通过人造卫 星接收预定比特的时间同步信号，并且基于时间同步信号设置如图2所示的TS构建单元 200的TS复用器 以及如图6所示的数字广播发送器600的复用器650的时钟同步。
如果同步设置单元651设置时钟同步，则帧产生器653确定接收的双重传送流 (TS)包是否是VFIP，并输出这种确定的结果。这里，VFIP是添加有包开始信息的包，并且 指示下一包是构成帧的第一包。 具体地讲，如果流不是VFIP，则帧产生器653丢弃接收的双重传送流(TS)，而如果 流是VFIP，则通过集合在VFIP之后接收的预定数量的包来产生帧。在这种情况下，帧产生 器653通过检测存在还是不存在添加到接收的包的头的包开始信息来确定接收的包是否 是VFIP。 另外，帧产生器653通过将VFIP之后直到接收到下一 VFIP的包的预定数量的包 集合来构建帧。在这种情况下，如果在初始VFIP之后接收到VFIP，则帧产生器653将接收 的VFIP用作验证包，并通过将验证包之后接收的预定数量的包集合来重新生成帧。
调制器660对复用器650复用的双重传送流(TS)执行信道调制，将调制的传送流 (TS)转换为RF信道带信号以经由传输信道发送转换的RF信道带信号。
图7是解释根据本发明实施例的用于操作数字广播发送器的方法的流程图。参照 图7，在操作S710，同步设置单元651设置如图2所示的TS构建单元200和如图6所示的 数字广播发送器600的时钟同步。 具体地讲，在双重传送流的发送/接收期间，同步设置单元651通过人造卫星接收 预定比特的时间同步信号，并且基于时间同步信号设置如图2所示的TS构建单元200的TS 复用器240和如图6所示的数字广播发送器600的复用器650的时钟同步。
如果时钟同步被设置，则在操作S720，帧产生器653确定接收的双重传送流(TS) 是否是VFIP。这里，VFIP是添加有包开始信息的包，并且指示下一包是构成帧的第一包。
具体地讲，帧产生器653通过检测存在还是不存在添加到接收的包的头中的包开 始信息来确定接收的双重传送流(TS)是否是VFIP。也就是，如果包开始信息已经添加到包 的头，则帧产生器653确定接收的包为VFIP，否则则确定接收的包为不是VFIP的包。
如果接收的包是VFIP，则在操作S730，帧产生器653通过将从在VFIP之后接收的 第一包开始的预定数量的包集合来产生帧。在这种情况下，优选的是，除了场同步段之外， 一帧包括624包。帧产生器653通过集合VFIP之后接收的624包来产生帧，随后通过集合 连续的624包来产生帧。这里，将构成一帧的包的数量设置为624是举例。然而，这仅是示 例性的，本发明不限于此。 随后，在操作S740，帧产生器653确定是否接收到验证包。这里，验证包是帧产生 器653在第一次接收到VFIP之后接收的VFIP。如果接收到验证包，则在操作S750，帧产生 器653通过检查集合的包的数量来验证帧以产生帧。例如，如果帧包括624包，则帧产生器 653检查是否集合了包括验证包的624包。如果集合了 624包，则帧产生器653确定这些帧 被正确构建，并且继续产生帧。 如果没有集合624包，则帧产生器653丢弃所有用于帧产生而集合的包，并且在操 作S760通过集合在验证包之后接收的624包来重新产生帧。相反，如果在操作S720接收 的包不是VFIP，则在操作S770帧产生器653丢弃接收的包。 另一方面，在数字广播发送器及其信号处理方法中，也可应用到单个传送流包以 通过确定接收的包是否是添加有包开始信息的VFIP包来产生帧。 尽管已经示出并描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的真实范围的情况下，可进行各种改变和修改，并且等同物可替换其元件。 在不脱离本发明的范围的情况下，可进行许多修改、改变、添加和替换以使本发明的教导适 合特定情况。因此，本发明不限于公开的各种示例性实施例，而本发明包括落在权利要求的 范围内的所有实施例。
权利要求
1. 一种数字广播发送器，包括计数器，对传送流包进行计数；信息控制器，确定计数的传送流包的数量是否与预定数量相同，并且根据确定的结果插入包开始信息。
2. 如权利要求1所述的数字广播发送器，其中，在计数的传送流包的数量与预定数量相同的情况下，信息控制器将包开始信息插入包的头。
3. 如权利要求1所述的数字广播发送器，其中，包开始信息指示在多个帧的单元中的一帧的开始包的位置。
4. 如权利要求3所述的数字广播发送器，其中，包开始信息被包括在开始包之前紧挨排列的包中。
5. —种数字广播系统，包括数字广播发送器，对传送流包进行计数，并且根据计数的结果插入指示开始包的位置的包开始信息；数字广播接收器，从数字广播发送器接收传送流，并且从所述传送流中读出包开始信息，并处理该包开始信息。
6. 如权利要求5所述的数字广播系统，其中，数字广播发送器包括计数器，对传送流包进行计数；信息控制器，确定计数的传送流包的数量是否与预定数量相同，并且根据确定的结果在计数的传送流包的数量与预定数量相同的情况下将包开始信息插入包。
7. —种数字广播发送器，包括里德所罗门RS编码器，对包括补充数据流和普通数据流的传输流中的补充数据流执行RS编码；交织器，对RS编码的补充数据流进行交织；复用器，如此构建传输流将补充数据流中的预定包放置在帧中的预定部分。
8. 如权利要求7所述的数字广播发送器，其中，复用器如此构建传输流被分割以具有预定数量的包的包组被重复，放置在该组中的预定部分的补充数据流包被放置在该帧的预定部分。
9. 如权利要求8所述的数字广播发送器，其中，复用器如此构建传输流放置在该组的预定部分的补充数据流包被放置在该帧的第一包。
10. 如权利要求8所述的数字广播发送器，其中，复用器如此构建传输流放置在该组的预定部分的补充数据流包被放置在构成该帧的场的第一包。
11. 一种用于数字广播发送器的流处理方法，包括对包括补充数据流和普通数据流的传输流中的补充数据流执行RS编码；对RS编码的补充数据流进行交织；如此构建传输流将补充数据流中的预定包放置在帧中的预定部分。
12. 如权利要求11所述的流处理方法，其中，构建步骤如此构建传输流被分割以具有预定数量的包的包组被重复，放置在该组中的预定部分的补充数据流包被放置在该帧的预定部分。
13. 如权利要求12所述的流处理方法，其中，构建步骤如此构建传输流放置在该组的预定部分的补充数据流包被放置在该帧的第一包。
14.如权利要求12所述的流处理方法，其中，构建步骤如此构建传输流放置在该组的预定部分的补充数据流包被放置在构成该帧的场的第一包。
全文摘要
文档编号H04N7/52GK101697589SQ200910205859
公开日2010年4月21日 申请日期2007年3月30日 优先权日2006年4月4日
发明者朴义俊, 权容植, 柳廷必 申请人:三星电子株式会社;