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] 本发明设及一种传输广播信号的装置、接收广播信号的装置W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W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。
【发明内容】
[0003] 技术问题
[0004] 目P，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。
[0005] 技术方案
[0006] 为了实现目标和其他优势W及依照本发明的目的，如本文所体现和一般性描述 的，用于传输广播信号的方法包括:对服务数据进行编码;构建包括编码的服务数据的至少 一个信号帖，其中至少一个信号帖包括多个0抑M符号;通过(FDM(正交频分复用)方案来调 制构建的至少一个信号帖中的数据；W及传输具有调制的数据的广播信号。
[0007] 有益效果
[000引本发明能根据服务特性处理数据来控制每一服务或服务组件的QoS(服务质量）， 由此提供各种广播服务。
[0009] 本发明能通过相同RF信号带宽，通过传输各种广播服务，实现传输灵活性。
[0010] 本发明能使用MIMO系统，提高数据传输效率和增加广播信号的传输/接收的鲁棒 性。
[0011] 根据本发明，即使通过移动接收设备或在室内环境中，也可W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】
[0012] 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。
[0013] 图2示出根据本发明的实施例的输入格式化模块。
[0014] 图3示出根据本发明的另一实施例的输入格式化模块。
[0015] 图4示出根据本发明的另一实施例的输入格式化模块。
[0016] 图5示出根据本发明的实施例的编译&调制模块。
[0017] 图6示出根据本发明的实施例的帖结构模块。
[0018] 图7示出根据本发明的实施例的波形生成模块。
[0019] 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。
[0020] 图9示出根据本发明的实施例的同步&解调模块。
[0021] 图10示出根据本发明的实施例的帖解析模块。
[0022] 图11示出根据本发明的实施例的解映射&解码模块。
[0023] 图12示出根据本发明的实施例的输出处理器。
[0024] 图13示出根据本发明的另一实施例的输出处理器。
[0025] 图14示出根据本发明的另一实施例的编译&调制模块。
[0026] 图15示出根据本发明的另一实施例的解映射&解码模块。
[0027] 图16是示出根据本发明的实施例的频率交织器的操作的视图。
[002引图17示出根据本发明的实施例的用于MUX和DEMUX过程的基本转换模块。
[0029] 图18是示出根据本发明的实施例的应用到单个超帖的频率交织的概念的视图。
[0030] 图19是示出根据本发明的实施例的应用到单个超帖的频率交织的逻辑操作机制 的视图。
[0031] 图20示出根据本发明的实施例的应用到单个超帖中的频率交织的逻辑操作机制 的数学式。
[0032] 图21示出根据本发明的实施例的存储器组的操作。
[0033] 图22示出根据本发明的实施例的频率解交织过程。
[0034] 图23是示出根据本发明的实施例的应用到单个信号帖中的频率交织的概念的视 图。
[0035] 图24是示出根据本发明的实施例的应用到单个信号帖的频率交织的逻辑操作机 制的视图。
[0036] 图25示出根据本发明的实施例的应用到单个信号帖中的频率交织的逻辑操作机 制的数学式。
[0037] 图26是示出用于输入的顺序OFDM符号的单存储器解交织的视图。
[0038] 图27是示出根据本发明的实施例的时间交织器输出信号的视图。
[0039] 图28是根据本发明的实施例的4K FFT模式随机主种子生成器的视图。
[0040] 图29示出表现根据本发明的实施例的4K FFT模式随机主种子生成器的操作的数 学式。
[0041] 图30是示出根据本发明的实施例的4K FFT模式随机符号偏移生成器的视图。
[0042] 图31示出根据本发明的实施例的包括0比特扩展器和12比特PN生成器的用于4K FFT模式的随机符号偏移生成器W及示出随机符号偏移生成器的操作的数学式。
[0043] 图32示出根据本发明的实施例的包括1比特扩展器和11比特PN生成器的用于4K FFT模式的随机符号偏移生成器W及示出随机符号偏移生成器的操作的数学式。
[0044] 图33示出根据本发明的实施例的包括2比特扩展器和10比特PN生成器的用于4K FFT模式的随机符号偏移生成器W及示出随机符号偏移生成器的操作的数学式。
[0045] 图34是示出根据本发明的实施例的4K FFT模式随机主种子生成器的逻辑构成的 视图。
[0046] 图35是示出根据本发明的另一实施例的时间交织器的输出信号的视图。
[0047] 图36是示出根据本发明的实施例的4K FFT模式准随机主交织种子生成器的视图。 [004引图37是根据本发明的实施例的表示4K FFT模式比特重排和4K FFT模式准随机主 交织种子生成器的操作的数学式。
[0049] 图38是示出根据本发明的实施例的4K FFT模式准随机主交织种子生成器的逻辑 构成的视图。
[0050] 图39是根据本发明的实施例的8K FFT模式随机主种子生成器的视图。
[0051] 图40示出表示根据本发明的实施例的8K FFT模式随机主种子生成器的操作的数 学式。
[0052] 图41是示出根据本发明的实施例的8K FFT模式随机符号偏移生成器的视图。
[0053] 图42示出根据本发明的实施例的包括0比特扩展器和13比特PN生成器的用于8K FFT模式的随机符号偏移生成器W及示出随机符号偏移生成器的操作的数学式。
[0054] 图43示出根据本发明的实施例的包括1比特扩展器和12比特PN生成器的用于8K FFT模式的随机符号偏移生成器W及示出随机符号偏移生成器的操作的数学式。
[0055] 图44示出根据本发明的实施例的包括2比特扩展器和11比特PN生成器的用于8K FFT模式的随机符号偏移生成器W及示出随机符号偏移生成器的操作的数学式。
[0056] 图45是示出根据本发明的实施例的8K FFT模式随机主种子生成器的逻辑构成的 视图。
[0057] 图46是示出根据本发明的实施例的8K FFT模式准随机主交织种子生成器的视图。 [005引图47是根据本发明的实施例的表示8K FFT模式比特重排和8K FFT模式准随机主 交织种子生成器的操作的数学式。
[0059] 图48是示出根据本发明的实施例的8K FFT模式准随机主交织种子生成器的逻辑 构成的视图。
[0060] 图49是根据本发明的实施例的16K FFT模式随机主种子生成器的视图。
[0061] 图50示出根据本发明的实施例的表示16K FFT模式随机主种子生成器的操作的数 学式。
[0062] 图51是示出根据本发明的实施例的16K FFT模式随机符号偏移生成器的视图。
[0063] 图52示出根据本发明的实施例的包括0比特扩展器和14比特PN生成器的用于16K FFT模式的随机符号偏移生成器W及示出随机符号偏移生成器的操作的数学式。
[0064] 图53示出根据本发明的实施例的包括1比特扩展器和13比特PN生成器的用于16K FFT模式的随机符号偏移生成器W及示出随机符号偏移生成器的操作的数学式。
[0065] 图54示出根据本发明的实施例的包括2比特扩展器和12比特PN生成器的用于16K FFT模式的随机符号偏移生成器W及示出随机符号偏移生成器的操作的数学式。
[0066] 图55是示出根据本发明的实施例的16K FFT模式随机主种子生成器的逻辑组件的 视图。
[0067] 图56是示出根据本发明的实施例的16K FFT模式准随机主交织种子生成器的视 图。
[0068] 图57是根据本发明的实施例的表示16K FFT模式比特重排和16K FFT模式准随机 主交织种子生成器的操作的数学式。
[0069] 图58是示出根据本发明的实施例的16K FFT模式准随机主交织种子生成器的逻辑 构成的视图。
[0070] 图59是示出根据本发明的实施例的用于传输广播信号的方法的流程图。
[0071] 图60是示出根据本发明的实施例的用于接收广播信号的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0072] 现在，将详细地参考本发明的优选实施例，在附图中示例其描述。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例性实施例，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W便提供本发明的全面理解。然而，对本领域的 技术人员显而易见的是，没有运些具体细节，也能实施本发明。
[0073] 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，在下面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。
[0074] 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。根据本发 明实施例的用于传输的装置和方法可W被分类为用于地面广播服务的基础规范（base profile)、用于移动广播服务的手持规范化amlheld profile)W及用于UHDTV服务的高级 规范(advanced profile)。在运种情况下，基础规范能够被用作用于地面广播服务和移动 广播服务运两者的规范。即，基础规范能够被用于定义包括移动规范的规范的概念。运能够 根据设计者的意图来改变。
[0075] 根据一个实施例，本发明可W通过非MIMO(多输入多输出）或MIM0,处理用于未来 广播服务的广播信号。根据本发明实施例的非MIMO方案可W包括MISO(多输入单输出）方 案、SISO(单输入单输出)方案等等。
[0076] 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。
[0077] 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。
[0078] 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、帖结构模块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。
[0079] 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MPEG-TS、IP流(v4/v6)和通用流(GS)，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。
[0080] 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W称为DP数据。
[0081] 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，并且执行必需的处理W增加传输效率或执行调度。稍后将描述输 入格式化模块1000的操作的细节。
[0082] 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W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，W便通过两个或更多个Tx天线传输该数据。
[0083] 根据本发明的实施例的帖结构模块1200能将从编译&调制模块1100输出的数据映 射到信号帖。根据本发明的实施例的帖结构模块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帖中的数据W便获得额外的分集增益。
[0084] 根据本发明的实施例的波形生成模块1300能将从帖结构模块1200输出的信号帖 变换成用于传输的信号。在运种情况下，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W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。
[0085] 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和帖结构模块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。
[0086] 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。
[0087] 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。
[0088] 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。
[0089] 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。
[0090] 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。
[0091] 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)帖的长度的数据片并且输出数据片。
[0092] CRC-8编码器块2020能在BB帖数据上执行CRC编码来向其添加冗余数据。
[0093] 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帖数据中。
[0094] 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21OO的每个块。
[00M]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。
[0096] 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。
[0097] 上述块可W被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0098] 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。
[0099] 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。
[0100] 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。
[0101] 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。
[0102] 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。
[0103] 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。
[0104] 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。
[0105] 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。
[0106] 上述块可W被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0107] 图4示出根据本发明的另一实施例的输入格式化模块。
[0108] 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 模块。
[0109] 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帖延迟块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。
[0110] 调度器4000能使用具有双极性的多个天线，执行用于MIMO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。
[0111] 1-帖延迟块4100能使输入数据延迟一个传输帖，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帖，传输有关下一帖的调度信息。
[0112] 带内信令或填充插入块4200能将未延迟的物理层信令(PLS)-动态信令信息插入 到延迟一个传输帖的数据中。在运种情况下，当存在用于填充的空间时，带内信令或填充插 入块4200能插入填充比特或将带内信令信息插入到填充空间中。此外，除带内信令信息外， 调度器4000能输出有关当前帖的物理层信令-动态信令信息。因此，稍后所述的信元映射器 能根据从调度器4000输出的调度信息，映射输入信元。
[0113] 物理层信令生成块4300能生成将通过传输帖的前导符号传输或扩展并且通过除 带内信令信息外的数据符号传输的物理层信令数据。在运种情况下，根据本发明的实施例 的物理层信令数据能称为信令信息。此外，根据本发明的实施例的物理层信令数据能分成 PLS前信息和化S后信息。PLS前信息能包括编码化S-后信息所必需的参数W及静态化S信令 数据，并且化S-后信息能包括编码数据管道所必需的参数。编码数据管道所必需的参数能 分成静态化S信令数据和动态化S信令数据。静态化S信令数据是公共应用于包括在超帖中 的所有帖的参数并且能在超帖基础上改变。动态化S信令数据是不同地应用于包括在超帖 中的各个帖的参数并且能在逐帖基础上改变。因此，接收装置能通过解码化S前信息，获得 PLS后信息W及通过解码化S后信息，并且解码所期望的数据管道。
[0114] BB加扰器块4400能生成伪随机二进制序列(PRBS)并且在PRBS和输入比特流上执 行XOR运算来减小波形生成块的输出信号的峰均功率比（PAPR)。如图4所示，BB加扰器块 4400的加扰被应用于数据管道和物理层信令信息。
[0115] 取决于设计者，上述块可W被省略或由具有类似或相同功能的块代替。
[0116] 如图4所示，流自适应模块能将数据管道最终输出到编译&调制模块。
[0117] 图5示出根据本发明的实施例的编译&调制模块。
[0118] 图5所示的编译&调制模块对应于图1所示的编译&调制模块的实施例。
[0119] 如上所述，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提 供地面广播服务、移动广播服务、UHDTV服务等等。
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