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CN102257754B - 数字信息的发送和接收方法及装置 - Google Patents

数字信息的发送和接收方法及装置 Download PDF

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CN102257754B CN200980150476.0A CN200980150476A CN102257754B CN 102257754 B CN102257754 B CN 102257754B CN 200980150476 A CN200980150476 A CN 200980150476A CN 102257754 B CN102257754 B CN 102257754B
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Abstract

本发明提供一种在通信系统的发送器中使用的方法，其包括给第一FEC帧提供至少两个FEC帧头以形成OFDM信号。

Description

数字信息的发送和接收方法及装置
技术领域
本发明大体上涉及通信系统，更特别的是涉及一种在通信系统中发送和接收数字信息的方法和装置。 
背景技术
在数字通信系统中传输带有信令的数字信息。信令用于帮助接收器接收和检测数字信息中承载的数据。例如，DVB-T(数字地面视频广播)、DTMB(数字地面多媒体广播，中国的地面标准)和最新的DVB-T2标准都定义了带有信令的数字信息的格式。 
另外，当前正在研究数字有线视频广播(DVB-C)过渡到第二代有线系统DVB-C2，并在研究如何保护信令信息，数字有线视频广播是第一代有线传输系统(例如，参见EN300429V.1.2.1(1998-04)数字视频广播(DVB)；有线系统的帧结构、信道编码和调制)。 
图1是显示DVB-C2系统中所用的DVB-C2帧结构的示意图。如图1所示，DVB-C2帧包括前导信号和数据符号。前导信号可以帮助系统的接收器检测C2帧，并获得同步信息。前导信号包括L1(第1层)信令信息。在数据符号中包括并发送数据流。在C2帧中，数据符号中包括FEC(前向纠错)帧调制参数和编码速率。 
在对FEC帧处理进行包括时域和频域处理的插值处理之后，形成OFDM帧(图1中未示)，多个OFDM帧形成DVB-C2帧。用FEC帧生成器形成FEC帧，给FEC帧生成器输入两个流，以形成FEC帧。一个流是信令信息，另一个流是数据。 
L1信令信息包括调制参数、FEC参数和PLP(物理层通道)识别符，该识别符表明接下来的LDPC(低密度奇偶校验码)包属于哪一个PLP。在这里，用LDPC形成FEC帧是一个例子。首先，通过用一个帧头编码器对L1信令信息进行编码。然后，对其输出进行调制。最后，将调制后的符号输入到FEC帧生成设备中。 
首先由LDPC编码器对数据进行编码。然后，通过用一比特插值器对比特流进行插值，并由QAM调制器对它们轮流进行调制。最终，将QAM符号输入到FEC帧生成器中。 
图2是在FEC帧生成器中所形成的FEC帧的示意结构。如图2所示，在FEC帧生成器中生成的FEC帧包括FEC头和经QAM调制的LDPC包。 
但是，FEC头的开销会占用太多的传输资源，因此需要改善FEC帧的编码方案。 
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种在通信系统中的发送器中所用的方法，包括：给用于形成OFDM信号的第一FEC帧提供至少两个FEC帧头。所述在通信系统的发送器中使用的方法包括：生成包括至少两个FEC帧头和数据包的第一前向纠错FEC帧，其中所述至少两个FEC帧头分别包括所述第一FEC帧和至少一个接下来的第二FEC帧的信令信息；如果所述至少两个FEC帧头相同的话，生成至少一个接下来的第二FEC帧，该第二FEC帧只具有它自己的数据包。 
本发明还关于一种在通信系统的接收器中所用的方法，包括：接收OFDM帧的第一FEC帧，包括所述第一FEC帧的至少两个FEC帧头。所述在通信系统的接收器中所用的方法包括：接收包括至少两个FEC帧头和数据包的第一FEC帧，其中所述至少两个FEC帧头分别包括所述第一FEC帧和至少一个接下来的第二FEC帧的信令信息；其中如果所述至少两个FEC帧头相同的话，所述至少一个接下来的第二FEC帧包括与所述第一FEC帧相同的FEC帧头。 
本发明还关于一种实施上文对应的方法的发送器和接收器。 
附图说明
图1是显示DVB-C2系统中所用的OFDM帧结构的示意图； 
图2是在FEC帧生成器中形成的FEC帧的示意结构； 
图3是显示根据本发明实施例的包括发送器和接收器的通信系统的说明性的方块图；以及 
图4是显示根据本发明实施例的用于FEC帧的编码方案的示意图。 
具体实施方式
除了本发明创新性的概念之外，将不再详细描述附图中众所周知的元素。例如，除了本发明创新性的概念之外，假设熟悉离散多音频(DMT)传输(也称作正交频分复用(OFDM)或者编码的正交频分复用(COFDM))，便不再详细描述。另外，假设熟悉电视广播、接收器，不再对它详细描述。例如，除了本发明创新性的概念之外，假设熟悉TV标准当前和建议的推荐，诸如NTSC(全国电视系统委员会制式)、PAL(逐行倒相制式)、SECAM(顺序与存储彩色电视系统)、ATSC(先进电视制式委员会)、数字视频广播(DVB)、数字地面视频广播(DVB-T)(例如，参见ETSI EN300744V1.4.1(2001-01))；数字地面电视的帧结构、信道编码和调制；数字有线视频广播(DVB-C)(例如，参见EN300429V.1.2.1(1998-04))，数字视频广播(DVB)；有线系统的帧结构、信道编码和调制；数字卫星视频广播(DVB-S2)系统(例如，参见2004年6月，欧洲电信标准协会(ETSI)草案EN302307，V.1.1.1)；和中国数字电视系统(GB)20600-2006(数字地面/手持多媒体广播(DMB-T/H))。进而，除了本发明创新性的概念之外，假设熟悉处理信号，比如形成信道状态信息，此处将不再描述。类似地，除了本发明创新性的概念之外，用于生成传输比特流的格式化和编码方法(诸如运动图像专家组(MPEG)-2系统标准(ISO/IEC13818-1))是周知的，将不再此处描述。还应当注意的是，本发明创新性的概念可以用现有的编程技术来实现，这样也不在此处描述。鉴于这一点，此处描述的实施例可以在模拟或者数字领域内实施。 
图3是显示根据本发明实施例的包括发送器和接收器的通信系统的说明性方块图。 
现参考图3，显示了根据本发明实施例的包括发送器100和接收器200的通信系统的方块图。仅显示发送器100和接收器200中与解释本发明实施例相关的部分。如图3所示，在所述通信系统中，发送器100经由通信信道给接收器200发送(或者广播)由FEC帧形成的带有视频和/或音频信息的OFDM信号。 
发送器100包括L1信令生成器102、FEC编码器104、映射设备106、FEC帧生成器107和OFDM帧生成器108。可替换的是，发送器100是基于 处理器的系统，包括一个或多个处理器及相关联的存储器。在这种情境下，计算机程序或者软件存储在存储器中供处理器执行，例如，实施FEC编码器104。所述处理器代表的是一个或多个存储的程序控制的处理器，它们不是必须专用于信令信息的保护功能，例如，所述处理器还可以控制发送器100的其它功能。所述存储器是存储设备的代表，例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)，等等；可以是在发送器100的内部和/或外部；并且根据需要可以是易失性的和/或非易失性的。 
根据DVB传输标准，在发送器100中，L1信令发生器102适于给接收器200提供每个发送的C2帧的L1信令参数，例如，FFT大小、保护间隔导频方案选择、编码速率和调制方案。L1信令参数在帧与帧之间变化。另外，如何选择信令参数与本发明创新性的构思不相干，根据DVB执行就可。根据本发明实施例，L1信令发生器102还为帧中的数据符号的每个FEC块提供编码速率和调制之类的信令参数。FEC帧与FEC帧之间的信令参数也可以有变化，也就是可变编码和调制(VCM)。 
FEC编码器104适于对每一个FEC帧的信令参数和数据信息进行编码，以形成编码的帧，例如，通过使用级联编码来保护L1信令信息和数据。可替换的是，所述信令参数和数据信息可以使用单独的FEC编码器或者使用单个FEC编码器。 
根据图2所示的实施例，发送器100通过映射设备106调制FEC编码的信令和数据例如形成QAM符号，如图4所示FEC帧生成器107生成FEC帧，图4是显示根据本发明的实施例的FEC帧的编码方案的示意图。 
如图4所示，根据本实施例，在第一FEC帧的FEC包(在这里，所述FEC包是QAM调制LDPC包)之前有两个FEC帧头。如果在所述第一FEC帧后面连续的FEC帧与所述第一FEC帧在同一个PLP(物理层通道)中，并且在同一个PLP中的连续的QAM调制LDPC包中的调制和编码速率参数不变，那么所述两个FEC帧头将会相同，而在所述第一FEC帧之后的连续的FEC帧中相同的FEC帧头将会被删掉而不在相应的FEC帧中生成，并且不发送给接收器200。在本实施例中，所述FEC帧头是由PLP、调制和编码速率形成。但是那些本领域技术人员会明白，此处描述的本发明不局限于这些实施例，而是可以用其它参数形成。可替换的是，所述第一FEC帧之后连续的FEC帧可以是一个帧，或者是一个以上连续的FEC帧。 
当在同一个PLP中的连续两个经QAM调制LDPC包中的调制和编码速率参数变化时，所述第一FEC帧头和下一个FEC帧头都生成于所述FEC帧中并被发送，这在图4中示出了。例如，所述第一FEC帧头携带有所述第一FEC帧的FEC包参数，它包括LDPC编码速率、调制参数和PLP识别符，所述第二FEC帧头携带下一个FEC包参数。 
根据本实施例，所述多个FEC头用来表示接下来的FEC帧中的FEC头是否与当前的FEC帧在同一个PLP中，以及这两个FEC帧是否具有同样的FEC帧头。 
例如，如果在一个经QAM调制的LDPC包前面有两个头，并且这些头中的PLP识别符、调制和编码参数相同，那么便会得知，在这个PLP中，接下来的QAM调制的LDPC包与当前QAM调制的LDPC包具有同样的调制和编码参数，即使接下来的LDPC包没有帧头。可以保持这个结论直到两个连续的FEC帧包括不同的头。 
在FEC帧生成器107中，在一个经QAM调制的LDPC包之前设置两个头，因此需要比较所述两个FEC头。当两个头中的PLP识别符相同，但调制和编码参数不同时，我们可以知道，在这个PLP中，下一个经QAM调制的LDPC包与当前的经QAM调制的LDPC包具有不同的调制和编码参数。在第二头中生成并显示在这个PLP中的下一个经QAM调制的LDPC包的不同的调制和编码参数的信令信息。 
使用本发明的实施例，在两个相同的头之后的多个连续的FEC帧必须具有同样的PLP编号和调制编码参数。 
虽然，在某些情况下，重复FEC头可能会导致开销的增加，但是，对于广播模式，由于删去了相同的FEC头，随着实际发送的头的数目大幅减少，开销大幅减少。 
现返回图3，在OFDM帧生成器108中交织生成FEC帧。另外，然后将编码后的C2帧通过通信信道发送到接收器200。 
接收器200包括FEC帧检测器201、去映射设备202和FEC解码器204。可替换的是，与发送器100一样，接收器200同样也是基于处理器的系统，包括一个或多个处理器及相关联的存储器。在这个情景下，在存储器中存储由处理器来执行的计算机程序或者软件，例如实施FEC解码器204。所述处理器是一个或多个存储的程序控制的处理器的代表，这些并不是专用于信令 信息处理的功能，例如，所述处理器还可以控制接收器200的其它功能。所述存储器是任何存储设备的代表，例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等等；可以是在接收器200的内部和/或外部；并根据需要是易失性的和/或非易失性的。 
在接收器200中，FEC帧检测器201适于从所收到的OFDM信号中获得FEC帧。去映射设备202适于解调所述FEC帧，FEC解码器204适于解码所述FEC帧，以恢复其信令信息和数据。特别的是，例如，如果在一个经QAM调制的LDPC包之前有两个头，并且这两个头中的PLP识别符、调制和编码参数相同，那么会得知，在这个PLP中，接下来的经QAM调制的LDPC包与当前的经QAM调制的LDPC包有同样的调制和编码参数。可以一直保留这个结论直到出现两个不同的头。 
如果在一个经QAM调制的LDPC包之前有两个头，并且PLP识别符、调制和编码参数互不相同，那么将会得知，在这个PLP中，接下来的经QAM调制的LDPC包会与当前经QAM调制的LDPC包具有不同的调制和编码参数，或者所述两个FEC帧是在不同的PLP中。 
在该实施例中，描述了所述FEC帧的具体结构来实现FEC帧的重复的FEC头。但是，也可以使用其它重复的FEC帧头。 
前文仅举例说明的是本发明的实施例，应当理解，那些本领域技术人员能够设计许多虽然没有在这里明确叙述但是体现本发明的原理和精神并且是在本发明的精神和范畴内的各种可替换的装置。 

Claims (8)

1.一种在通信系统的发送器中使用的方法，包括：
生成包括至少两个FEC帧头和数据包的第一前向纠错FEC帧，其中所述至少两个FEC帧头中的一个是所述第一FEC帧的信令信息，所述至少两个FEC帧头中的另外的FEC帧头是所述第一FEC帧之后的至少一个连续的第二FEC帧的信令信息；并且如果所述至少两个FEC帧头相同的话，生成只包括其数据包的所述至少一个连续的第二FEC帧，并省略它的FEC帧头。
2.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述至少两个FEC帧头互不相同，所述生成所述至少一个连续的第二FEC帧的步骤与所述生成所述第一FEC帧的步骤相同。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述信令信息包括代表物理层通道、调制和编码速率的信息。
4.一种通信系统的发送器，其包括：
FEC帧生成器，用于由至少两个FEC帧头和数据包生成第一前向纠错FEC帧，其中所述至少两个FEC帧头中的一个是所述第一FEC帧的信令信息，所述至少两个FEC帧头中的另外的FEC帧头是所述第一FEC帧之后的至少一个连续的第二FEC帧的信令信息；以及如果所述至少两个FEC帧头相同的话，用于生成只包括其数据包的所述至少一个连续的第二FEC帧，并省略它的FEC帧头。
5.根据权利要求4的发送器，其中如果所述至少两个FEC帧头互不相同，则所述生成器用于以与生成所述第一FEC帧同样的方式来生成所述至少一个连续的第二FEC帧。
6.一种在通信系统的接收器中使用的方法，包括：
接收包括至少两个FEC帧头和数据包的第一FEC帧，其中所述至少两个FEC帧头中的一个是所述第一FEC帧的信令信息，所述至少两个FEC帧头中的另外的FEC帧头是所述第一FEC帧之后的至少一个连续的第二FEC帧的信令信息；并且
其中，如果所述至少两个FEC帧头相同的话，所述至少一个连续的第二FEC帧仅包括其数据包，并省略其FEC帧头。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述信令信息包括代表物理层通道、调制和编码速率的信令信息。
8.一种用于解码编码帧的接收器，包括：
用于接收包括至少两个FEC帧头和数据包的第一FEC帧的部件，其中所述至少两个FEC帧头中的一个是所述第一FEC帧的信令信息，所述至少两个FEC帧头中的另外的FEC帧头是所述第一FEC帧之后的至少一个连续的第二FEC帧的信令信息；并且
其中，如果所述至少两个FEC帧头相同的话，所述至少一个连续的第二FEC帧仅包括其数据包，并省略其FEC帧头。
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