編碼和解碼信號的裝置和方法
2023-05-22 05:55:46
專利名稱：編碼和解碼信號的裝置和方法
技術領域：
本公開一般涉及數字廣播系統的操作，且更具體地涉及為旨在供移動、 行人和個人設備使用的廣播電視進行編碼和解碼數據。
背景技術：
這個部分旨在向讀者介紹可能涉及如下所述的本發明的各個方面的現有 技術的各個方面。相信這個討論有助於向讀者提供便於更好地理解本發明的 各個方面的背景信息。於是，應理解，要就此而論來閱讀這些陳述，而不是 將這些陳述看作現有技術的入門。
全世界的電視廣播系統都已經從模擬音頻和視頻信號的傳送轉移到現代 數字通信系統。例如，在美國，高級電視標準委員會(ATSC)已經開發出了 叫做"ATSC標準數位電視標準A/53"的標準(A53標準)。A/53標準定義了 應該如何編碼和解碼數位電視廣播的數據。另外，美國聯邦通信委員會(FCC) 已經為電視廣播分配了部分電；茲頻諳。FCC將所分配部分內的鄰接的6 MHz (兆赫)信道指定給廣播電臺來傳送地面(即，非有線或衛星)數位電視廣 播。每個6 MHz信道具有基於A53標準下的編碼和調製格式的大約19 Mb/s (兆比特每秒)的信道容量。而且，FCC還強制要求通過6MHz信道傳送地 面數位電視數據必須遵從A53標準。
A53標準定義了應該如何將源數據(例如，數字音頻和視頻數據)處理 和調製成通過信道傳送的信號。該處理將冗餘信息添加源數據中，以便即使 信道將噪聲和多徑幹擾添加到傳送的信號中，從信道接收信號的接收器也可
5以恢復源數據。被添加到源數據中的冗餘信息降低了傳送源數據的有效數據 速率，但提高了從傳送信號中成功恢復源數據的可能性。
圖1示出了傳送遵從A53標準的信號的典型的傳送系統100的方塊圖。 數據由傳送源102生成並被排列成分組。這些分組的尺寸是187個字節，並 且可以包含一個或多個碼字(codeword )。每個分組包括3位元組首標(header )， 其中的13比特是標識在該分組中發送的數據的類型的分組ID (PID)。例如， PID具有Oxll (十六進位11 )值的分組可以將內容標識成含有第一視頻流， 而包含具有0x14值的PID的分組可以將這種分組的內容標識為第一音頻流。 數據隨機性發生器(randomizer) 104使分組隨機化，並且將分組提供給裡德 -索洛蒙(Reed-Solomon)編碼器106。裡德-索洛蒙編碼器106計算20個奇 偶校驗(parity)字節並將它們級聯(concatenate)成隨機化數據，以產生具 有207個字節的R-S分組。
巻積交織器(convolutional interleaver) 108交織R-S分組，以便在時間 上進一步使數據隨機化。格狀(trellis )編碼器IIO編碼交織的分組以產生828 個3-比特碼元的塊。A53標準規定使用12個格狀編碼器，其中每個格狀編碼 器是為在交織的分組中存在的每兩個比特產生3比特碼元的2/3比率格狀編 碼器。其結果是，格狀編碼器110包括解多路復用器(demultiplexer), 12個 並行2/3比率格狀編碼器、和多路復用器。將來自巻積交織器108的數據進 行解多路復用和分配給12個格狀編碼器，並且將12個格狀編碼器生成的碼 元多路復用成碼元流。
同步多路復用器112在每個828碼元塊的開頭處插入4個預定分段同步 碼元以創建832碼元的分段。另外，同步多路復用器112為生成的每312個 分段插入包含832個碼元的欄位同步。具體地，欄位同步碼元在312個分段 之前。
8-VSB調製器114使用包括格狀編碼器110編碼的數據、分段同步碼元、 和欄位同步的多路復用碼元，以便利用8-VSB (殘留邊帶)調製來調製載波 信號。具體地說，8-VSB調製器114生成一信號，其中該信號的幅度處在8 個離散電平之一上，其中每個離散電平對應於特定的3比特碼元。此後，使 用未示出的電路將該信號從數位訊號轉換成模擬信號格式並上變頻 (up-convert)為射頻。使用天線116傳送該射頻信號。通常，將數據隨機性 發生器104、裡德-索洛蒙編碼器106、巻積交織器108、和格狀編碼器110的組合稱為8-VSB編碼器120。 8-VSB編碼器120也可以被稱為A53編碼器或 ATSC編碼器。
碼的源的視頻，MPEG 2格式也等效於國際標準化組織/國際電工委員會 (ISO/IEC) 13818-2格式。傳送源102還包括作為使用杜比(Dolby)Arc(弧) 一致性算法的#3 (AC-3)編碼的源的音頻數據。A53標準還允許將元數據用 於諸如節目指南數據之類的其它節目元素，並且這樣的節目元素可以是使用 其它方法編碼的源。另外，A53標準允許傳送以從標準清晰度隔行掃描電一見 質量到逐行掃描寬屏高清質量的多種視頻質量水平和顯示格式的視頻。FCC 要求廣播電臺必須使用A53標準來編碼傳送源102生成的數據。如果數字電 視節目廣播的傳送未要求所分配信道的整個19 Mb/s容量，則廣播電臺可以 使用任何多餘容量來廣播其它服務，甚至可能向諸如可攜式接收器和蜂窩式 電話之類的設備廣播其它服務。但是，FCC要求使用多餘容量被傳送給這樣 的其它設備的任何數據必須依照A53標準來進行傳送。A53標準的修訂是可 能的並且這是由ATSC所考慮的，但是，必須逐漸地發展，以便可以繼續使 用現有的，或所謂傳統的數位電視接收器。類似地，依照現有A53標準編碼 和傳送信號可以稱為傳統的編碼和傳送。
圖2示出了可以用於從遵從現有的或傳統的A53標準的接收信號中提取 源信息的接收器200的方塊圖。天線202從通過無線電波(airwave)傳送的 電磁信號中獲得(devd叩)接收的電信號。模擬-數字(A/D)轉換器204產 生接收信號的數字樣本，而格狀解碼器206解碼數字樣本，以便產生數據流 中的比特的格狀解碼估計的流。A/D轉換器204還可以包括諸如在接收信號 內接收所希望的信道的調諧器之類的附加前端處理電路。依照現有或傳統 A53標準，格狀解碼器206包括信號解多路復用器、12個2/3比率格狀解碼 器和信號多路復用器。解多路復用器在12個2/3比率格狀解碼器之間分發 (distribute)數字樣本，多路復用器多路復用12個2/3比率格狀解碼器的每 一個按字節生成的估計。
巻積去交織器208去交織格狀解碼的比特估計的流，產生被排列成包括 207個字節的序列或分組。連同未示出的同步信號的位置確定和識別來執行 分組排列。裡德-索洛蒙糾錯電路210將由去交織器208產生的207個字節的 每個序列看作一個或多個碼字，並確定碼字或分組中的任何字節是否在傳送期間由於錯誤而損壞。往往通過為碼字計算和評估一組校驗子(syndrome) 或錯誤型式(pattern)來執行該確定。如果檢測到損壞，裡德-索洛蒙糾錯電 路210設法使用在奇偶校驗字節中編碼的信息恢復受損的字節。然後，由去 隨機性發生器212將作為結果的糾錯後的數據流去隨機化，並在此後將其提 供給正依照傳送的內容的類型來解碼數據流的數據解碼器214。通常，將格 狀解碼器206、去交織器208、裡德-索洛蒙解碼器210、和去隨機性發生器 212的組合標識成接收器200內的8-VSB解碼器220。重要的是要注意，一 般說來，接收遵從傳統的A53標準的信號的典型接收器以與傳送處理相反的 次序執行接收處理。
一般說來，在裡德-索洛蒙編碼和解碼中釆用的算法對於本領域的技術人 員來說是眾所周知的。如上所述，圖1的裡德-索洛蒙編碼器106通過將20 個奇偶校驗字節添加到具有187個字節的數據分組中生成具有207個字節的 碼字。圖2的裡德-索洛蒙解碼器210使用由編碼器添加的20個字節來糾正 多達10個字節的碼字中的錯誤。
裡德-索洛蒙糾錯算法利用伽羅瓦(Galois)域的特性。具體地說，伽羅 瓦域GF( pn )是包含有限數目的元素pn的數學集合，其中p和n的值是整數。 使用生成多項式g(x)來定義具體的伽羅瓦域。伽羅瓦域的每個元素可以通過 具有n個比特的唯一比特型式來表示。而且，可以將p"次(degree)的唯一 多項式與每個元素相關聯，其中多項式的每個係數在0到p-l之間。並且， 伽羅瓦域中的數學運算具有重要特性。將伽羅瓦域GF(p"的兩個元素的相 加(addition)定義成與多項式相關聯的元素，該多項式具有作為與被相加的 兩個元素相關聯的多項式的係數的模p和的係數。類似地，將兩個元素的相 乘定義成以與伽羅瓦域相關聯的生成多項式g(x)為並莫(modulo)的、與兩個 元素相關聯的多項式的相乘。在伽羅瓦域上定義加法和乘法運算符，以便伽 羅瓦域的任何兩個元素的之和以及之積也是伽羅瓦域的元素。裡德-索洛蒙碼 字的特性是將碼字的每個字節乘以伽羅瓦域的元素導致另一有效的裡德-索 洛蒙碼字。而且，兩個裡德-索洛蒙碼字的逐個字節相加產生另一裡德-索洛蒙 碼字。傳統A53標準定義用在裡德-索洛蒙算法中的256元素伽羅瓦域GF(28) 和相關的生成多項式g(x)。伽羅瓦域的特性還建立了為碼字生成校驗子以便 確定錯誤的能力。
將來自去隨機性發生器的輸出分組提供給數據解碼器214。數據解碼器
8214使用解碼分組的首標中的PID來確定在分組中攜帶的信息的類型和如何 解碼這樣的信息。將首標中的PID與節目映射表(PMT)中的信息相比較， PMT可以作為數據流的一部分而周期性地傳送並在接收器中更新。數據解碼 器214忽略含有不是所識別類型的數據分組的PID的任何分組。如此，傳統 A53標準通過允許傳送源為新分組類型指定唯一 PID值，來允許創建在原標 準中未考慮到的新分組類型。不支持新分組類型的傳統解碼器可以忽略這樣 的分組，而的確辨別新分組類型的新解碼器可以處理這樣的分組。
顯而易見，只將那些被接收器200中的2/3比率^^各狀解碼器206和裡德-索洛蒙解碼器210適當解碼的分組提供給數據解碼器214。如果格狀解碼器 206和裡德-索洛蒙解碼器210不能解碼分組，則接收器一般將這樣的分組作 為錯誤分組而丟棄。如果接收到太多的錯誤分組， 一些能夠接收遵從A53標 準的信號的接收器可以設法與傳送器重新同步。
重要的是要注意，除了用無線電之外，通常可以以包括在同軸電纜或電 話線上傳送的方式來傳送遵從A53標準的信號。
目前，現有或傳統A53標準定義了生成和傳送旨在供接收器使用的信號， 所述接收器一般是固定的(例如，在家中)以及被耦合到捕獲所傳送的信號 的大型天線。但是，傳送的信號不足以強壯或健壯到允許移動接收器或帶有 在可攜式電視、車輛電視、蜂窩式電話、個人數字助理等中使用的小型天線 的接收器有效地提取在這樣的信號中編碼的源數據。具體地，2/3比率格狀編 碼器提供的冗餘度是不夠的，而低比率編碼器(即，具有較大冗餘度的那些 編碼器)是移動採用所必需的。因此，最好引入適合以移動、手持和行人設 備中的高級接收器更好地執行的更健壯編碼處理。
發明內容
依照本實施例的一個方面，描述了包括如下步驟的方法接收具有數據 有效載荷和首標的數據分組；字節碼編碼分組中的數據；以及響應於字節碼 編碼來更改更改首標中的信息。
依照本實施例的另一個方面，描述了一裝置，其包括接收具有數據有 效載荷和首標的數據分組的編碼器，所述編碼器使用字節碼編碼處理來編碼 數據分組中的數據；以及與該編碼器塊耦接的首標修改器，所述首標修改器 塊接收編碼的數據分組，並且響應於字節碼編碼來更改更改首標中的信息。依照本實施例的另一方面，描述了一裝置，其包括接收多個數據分組的分組識別器，每個數據分組具有數據有效載荷和首標，所述分組識別器基
於首標中的信息從多個分組中識別數據分組；與該分組識別器耦接的字節碼解碼器，所述字節碼解碼器接收多個數據分組，並且使用字節碼解碼處理來解碼所識別的數據分組；以及與字節碼解碼器耦接的裡德-索洛蒙解碼器，所述裡德-索洛蒙解碼器使用裡德-索洛蒙解碼處理來至少對解碼的所識別的數據分組進行解碼。
依照本實施例的另一個方面，描述了包括如下步驟的方法接收多個數據分組，每個數據分組具有數據有效載荷和首標；基於首標中的信息從多個分組中識別數據分組；使用字節碼解碼處理來解碼所識別的數據分組；以及使用裡德-索洛蒙解碼處理來至少對解碼的所識別的數據分組進行解碼。
在附圖中
圖1是傳送遵從A53標準的信號的典型傳送系統的方塊圖2是接收遵從A53標準的信號的典型接收器的方塊圖3是本公開的編碼器的實施例的方塊圖4是本公開的編碼器的另一實施例的方塊圖5是本公開的編碼器的又一實施例的方塊圖6是本公開的級聯的字節碼(byte-code)編碼器的實施例的方塊圖;
圖7是圖示本公開的數據交織的映射的表格；
圖8是本公開的級聯的字節碼編碼器的另 一實施例的方塊圖9是本公開的級聯的字節碼編碼器的又一實施例的方塊圖10是本公開的級聯的字節碼編碼器的另 一 實施例的方塊圖11是圖示本公開的數據交織的另一映射的表格；
圖12是本公開的級聯的字節碼編碼器的更進一 步實施例的方塊圖13是在本公開的傳送設備中使用的編碼器的又一實施例的方塊圖14是圖示本公開的行取向(row oriented)的數據的表格；圖15是圖示本公開的列取向(column oriented)的數據的表格；圖16是本公開的編碼處理的實施例的流程圖；圖17是本公開的編碼處理的另 一實施例的流程圖；圖18是圖示本公開的比特至碼元的映射的表格；
圖19是圖示本公開的交織器中的字節映射的表格；
圖20是本公開的解碼器的實施例的方塊圖21是本公開的解碼器的另一實施例的方塊圖22是本公開的級聯的字節碼解碼器的實施例的方塊圖23是本公開的級聯的字節碼解碼器的另一實施例的方塊圖；和
圖24是本公開的級聯的字節碼解碼器的又一 實施例的方塊圖。
本發明的特徵和優點可以從通過例子給出的如下描述中變得更明顯。
具體實施例方式
下面將描述本發明的 一個或多個具體實施例。為了努力提供這些實施例 的簡潔描述，並不是實際實現的所有特徵都在說明書中加以描述。應該懂得， 在像在任何工程或設計項目中那樣，任何這樣的實際實現的開發中，必須做 出許多具體實現的決定以達到開發者的特定目的，譬如，遵從可能隨實現而
變的系統相關和商業相關的約束。此外，還應該懂得，對於受益於本公開的 普通技術人員來說，這樣的開發努力不過是設計、製作、和製造的例行任務。
下文描述了涉及電視廣播信號、且具體地涉及為供美國使用而定義的廣 播信號的系統。所述的實施例可以用在移動的、手持的、或行人的設備中。 所用設備的例子包括，但不局限於，蜂窩式電話、智慧型電話、個人數字助理、 膝上型計算機、以及可攜式電視。用於傳送和接收其它類型信號的其它系統 可以包括類似結構和處理。本領域的普通技術人員應該懂得，在此所述的電 路和處理的實施例僅僅是一組可能的實施例。同樣地，在可替代實施例中， 可以重新排列或省略該系統的組件，或可以添加附加組件。例如，只要估文少 許修改，就可以將所述的系統配置成供包括在世界其它地方使用的服務的衛 星視頻和音頻服務或電話數據服務使用。
現在轉到圖3，示出了編碼器300的實施例的方塊圖。編碼器300包括 適合將數據編碼成作為結果的強壯或健壯的數據流的處理電路。將數據編碼 成強壯的數據流使得在困難傳送環境下也可以恢復數據。例如，編碼器300 產生的強壯的數據流允許改善手持的、移動的、或行人的接收設備對廣播電 視信號的接收。傳送源303連接到隨機性發生器304。隨機性發生器304提 供信號M並連接到裡德-索洛蒙編碼器306。裡德-索洛蒙編碼器306提供信號C並連接到字節碼編碼器308。字節碼編碼器308提供兩個信號A和A'，並將每個信號連接到交織器310。交織器310提供輸出信號I並連接到格狀編碼器312。某些方塊與前面所述的方塊類似，並且同樣地，這裡將不作詳細描述。
圖3中的數據隨機性發生器304將來自傳送源302的數據分組的流隨機化。數據分組的流被組織成187個字節的編組(group )。重要的是要注意到，用於數據分組流的其它排列也是可以的。另外，每個數據分組可以包括一個或多個碼字。裡德-索洛蒙編碼器306對每個187位元組隨機化分組進行編碼，以產生包含一個或多個碼字的207位元組分組。裡德-索洛蒙編碼器206通常產生20個新字節，並將20個新字節附在187位元組碼字的末端。字節碼編碼器308進一步接收信號C,並編碼每個207位元組裡德-索洛蒙分組，以產生附加的207位元組碼字。在一個實施例中，字節碼編碼器308是1/2比率編碼器。1/2比率編碼器為在輸入端上提供的每個碼字提供兩個輸出碼字。如圖3所示，可以作為信號A和A'分開地提供兩個碼字中的每一個。正如下面進一步詳述的那樣，其它碼率編碼器也可以用於字節碼編碼器308。巻積交織器310交織每個207位元組碼字，並將作為結果的信號I提供給格狀編碼器312，以為調製和傳送作好準備。裡德-索洛蒙編碼器306、巻積交織器310、和格狀編碼器312可以與用在遵從諸如傳統A53標準之類的現有電視廣播標準的傳統傳送器中的那些相同。
如上所述，1/2比率字節碼編碼器308生成的兩個碼字或分組包括原輸入
裡德-索洛蒙分組的副本(replica)和對裡德-索洛蒙分組提供冗餘的新碼字。
兩個碼字也可以被描述為系統的(systematic)數據和非系統的數據。重要的
是要注意到，可以排列表示系統的和非系統的數據的碼字以形成較大的數據
結構。在優選實施例中，可以組織碼字以形成數據分組的強壯的數據流。強
壯的數據流包括作為流A中的數據分組的副本的系統的分組、以及流A'中通
過字節碼編碼器的處理生成的非系統的分組。非系統的分組還包括可以從強
壯的數據流的其它系統的和非系統的分組中導出的分組。另外，強壯的數據
流中的分組可以進一步包括系統的字節和非系統的字節。在這樣的實施例中，
系統的字節是內容數據的字節的副本，而非系統字節是從其它系統的和非系
統的字節中導出的那些字節。
字節碼編碼器輸出的冗餘或非系統碼字或分組是將裡德-索洛蒙分組的
12每個元素乘以伽羅瓦域的元素b的結果。在一個實施例中，如果傳送源302
和數據隨機性發生器304生成消息M，消息M由字節M(l)， M(2)， ...， M(187) 組成，其中M(l)是消息的第1位元組，M(2)是消息的第2位元組，依此類推，那 麼，裡德-索洛蒙編碼器306此後從消息M中產生分組或碼字C,其中碼字C 包含字節C(l), C(2)，…，C(207)。隨後，字節碼編碼器308按如下從碼字C 中產生碼字A和A':
A(i) = C(i》i=1，2,…,207 (1) A'(i) = b*C(i) i=1,2,…，207 (2)
值b是可以供裡德-索洛蒙編碼器306使用的相同伽羅瓦域GF(2S)的預定 (非零)元素。在一個示例性實施例中，b元素的值是2。顯而易見，碼字A' 也是裡德-索洛蒙碼字。也就是說，遵從傳統A53標準的接收器中的裡德-索 洛蒙解碼器從碼字A'中計算有效的校驗子，以確定在信號傳送期間錯誤是否 被引入碼字A'中，並且還使用計算的校驗子糾正任何這樣的錯誤。
現在轉到圖4，示出了編碼器400的另一實施例的方塊圖。編碼器400 中的方塊主要具有與以前針對編碼器300所述的相同的功能。但是，已經按 操作次序重新排列了幾個方塊。字節碼編碼器406已經位於裡德-索洛蒙編碼 器408之前。在這種排列中，傳送源402和數據隨機性發生器404產生消息 流M。可以將該消息流排列成例如187位元組分組。示為1/2比率編碼器的字 節碼編碼器406為每個輸入的187位元組消息分組生成兩個187位元組分組。與 前面一樣，兩個187位元組分組包括標為A的並標識成系統的分組的消息分組 的副本，以及標識成包含冗餘數據的非系統的分組的新分組A'。重要的是要 注意到，圖4中標為A和A'的分組不同於圖3中的分組A和A'。
裡德-索洛蒙編碼器408依次編碼兩個分組A和A'，以分別產生兩個207 字節碼字C和C'。巻積交織器410交織每個碼字C和C'，此後，格狀編碼器 412編碼交織的數據，為調製做準備。字節碼編碼器406和裡德-索洛蒙編碼 器408使用的伽羅瓦域算術的特性保證了碼字C和C'分別與碼字A和A'相同。 重要的是要注意到，因為塊處理並且在相同伽羅瓦域上基本數學關係是線性 運算，所以可以對方塊重新排序。
現在轉到圖5，示出了編碼器500的另一實施例的方塊圖。與前面一樣， 編碼器500中的方塊主要具有與以前針對編碼器300和400所述的相同的功 能。但是，已經按操作次序重新排列了幾個方塊。字節碼編碼器504已經位於隨機性發生器506之前。數據發生器502生成以例如187位元組數據分組排列的消息流。對於每個這樣的數據分組，字節碼編碼器504生成系統的分組(即，數據分組的副本)，並生成附加的非系統的分組(即，通過字節碼編碼數據分組生成的字節編碼的分組)。字節碼編碼器504生成的分組(原始數據和編碼的)被包括在可以提供給傳統8-VSB信號編碼器530的強壯的數據流中。傳統8-VSB信號編碼器530在功能上與如圖1所示的8-VSB編碼器120相似。傳統8-VSB編碼器530包括數據隨機性發生器506、裡德-索洛蒙編碼器508、巻積交織器510、和;f各狀編碼器512。傳統的8-VSB編碼器530如前所述地對遵從A53標準的系統的分組和非系統的分組相同地進4亍編碼。如所示的，可以將數據發生器502和字節碼編碼器504看作傳送源520的一部分。此外，通過對諸如傳統的8-VSB編碼器530之類的現有傳送設備的現有硬體結構做少許改變，可以添加字節碼編碼器504產生強壯或健壯數據流的附加功能。重要的是要注意到，由於塊處理並且在相同伽羅瓦域上基本數學關係是線性運算，所以可以對隨機性發生器506和字節碼編碼器504重新定位。隨機性發生器506與裡德-索洛蒙編碼器一樣，使用將數據中的每個字節乘以恆定值的線性運算。
字節碼編碼器504編碼數據分組的所有字節，包括形成包含PID的首標的字節，來生成強壯的數據流的一個或多個非系統的分組。因此，每個非系統的分組的PID都進行字節碼編碼，可能不再表示接收設備可識別的PID值。
顯而易見，通過編碼器500描繪的傳送器的實施例編碼的任何分組都可以通過與在圖2 (例如，遵從A53標準的傳統接收器)中描述的解碼器200類似的解碼器的實施例來解碼。解碼器216將強壯的數據流的分組提供給數據解碼器214。強壯的數據流包括解碼器220不能正確解碼的、使用字節碼編碼器編碼的非系統的分組。但是，因為這樣的分組具有在節目映射表(PMT)中不與現有或傳統的數據格式相關聯的PID,所以傳統接收器中的數據解碼器214忽略強壯的數據流的這些非系統的分組。
字節碼編碼器504使用上面的等式(2)為每個系統的分組生成非系統的分組，並且將兩種分組提供給傳統8-VSB編碼器530加以傳送，產生具有1/2的有效數據率(即，l個字節進，2個字節出)的編碼流。如前所述，字節碼編碼器504能夠使用其它編碼率來產生其它有效數據率。在一些實施例中，字節碼編碼器可以為數據發生器504產生的每兩個源分組產生一個字節編碼的分組，以生成2/3比率強壯的數據流，該數據流包含兩個系統的分組和按
如下計算的一個非系統的分組
MAB(i)-MA(i廣b， + MB(i)*b2i=1,2,.."187 (3)
其中，Ma和Ms是數據發生器502產生的相繼的系統的分組，而b,和 1)2是諸如裡德-索洛蒙編碼器508使用的伽羅瓦域之類的伽羅瓦域的預定元 素。在一個示例性實施例中，b!和b2元素的值是2。在一些實施例中，b,和 b2的值可能不相同。字節碼編碼器504將分組Ma, Mb、和mab提供給傳統 8-VSB編碼器530,以便進一步編碼和傳送。
字節碼編碼器504可以通過包括生成冗餘分組的附加輸入數據分組，來 使用不同的編碼率以產生強壯的數據流(即，具有低數據率的數據流)。字節 碼編碼器504的一個實施例通過採用來自數據發生器502的四個系統的分組 MA、 Mb、 Mc、和Md，以及按如下計算的5個非系統的分組，來產生4/9比 率數據流
Mab(O 二MA(i廣b， + MB(i)*b2i=1,2,...,187(4)
Mcd(O 二Mc(i) *b3 + MD(i)*b4i=1,2，. '187(5)
MAC(i)=MA(i)*b5 + Mc(i)*b6i=1,2,..，187(6)
MBD(i) 二MB(i)*b7 + MD(i)*b8i=1,2，..，187(7)
Mabcd(J)二 MAB(i)*b9 + MCD(i)*b10i=1,2，. .,187(8)
值b!， b2, ...， bu)是從伽羅瓦域中選擇的預定元素。在一個示例性實施 例中，b" b2, bu)的值是2。另外，如等式(8)所示，分組Mabcd是只 從其它冗餘分組，具體地i兌，只是從分組Mab和Mcd中生成的冗餘分組。顯 而易見，可替代地可以使用冗餘分組MAC和MBC的元素來生成冗餘分組 MABCD。在傳送源發生器520的一些實施例中，可以在被稱為收縮(puncturing ) 的操作中執行一個或多個非系統的分組的消除。例如，可以通過例如不生成 只採用冗餘分組的分組之一 (即，在這種情況下，MABCD )來產生4/8收縮率。 代碼收縮可以用於改變傳送分組的數量，以便滿足對傳送的分組或碼字的數 量的某些限制。
另外，字節碼編碼器504也可以通過按如下採用8個數據分組Ma,Mb,…， MH來產生19個非系統的分組，以產生具有8/27的數據率的強壯的數據流
15formula see original document page 16另外，字節碼編碼器504可以通過不生成分組MABCDEFGH、或只從冗餘分
組生成的另一個分組，來生成具有8/26的數據率的收縮碼。
如上所述，可以將字節碼編碼器配置成基於所使用的碼字或分組的數量 和通過單個編碼處理形成的碼字或分組的數量來產生某些編碼碼率。另外，
複雜的碼率。另外，可以包括附加處理塊以形成級聯的字節碼編碼器。例如，
加的交織塊來提高所產生的數據流的強壯性。下面將描述級聯的字節碼編碼 器的各種實施例。
現在轉到圖6,示出了級聯的字節碼編碼器600的實施例。該級聯的字 節碼編碼器接收分組或碼字，並將它們提供給第一2/3比率字節碼編碼器602。將第一 2/3比率字節碼編碼器602的輸出提供給交織器604。將交織器604的 輸出提供給第二2/3比率字節碼編碼器606。將第二2/3比率字節碼編碼器606 的輸出提供給字節收縮塊608。將收縮塊608的輸出提供給數據分組器610。 可以提供數據分組器610的輸出供進一步處理(例如，如前面在圖5中所述 的傳統的傳送編碼)。
第一2/3比率字節碼編碼器602接收內容數據分組的12個字節，並且從 該12個字節中生成第一字節碼編碼流。對於12個字節的每兩個內容數據字 節Ma和Mb,第一字節碼編碼流包括字節Ma和Mb的副本和如前所述奸算 的冗餘字節MAB。在一些實施例中，內容數據字節MA和MB是數據發生器(例 如，圖5中的數據發生器502)生成的一個內容數據分組的字節。在其它實 施例中，第一2/3比率字節碼編碼器602分別從兩個不同內容數據分組A和 B中選擇內容數據字節Ma和Mb。對於內容數據的每12個字節，輸出18個 字節作為第一字節碼編碼的輸出流的一部分。
第 一字節碼編碼流經交織器604交織，產生包含18個交織字節的交織流。 交織器604以及如下所述的其它交織器可以使用在本領域已知的任何交織方 法(例如，偽隨機、行-列、代碼優化等)。另外，交織器也可以包括具有存 儲整個交織器數據長度的存儲容量的存儲器。在優選實施例中，交織器604 如圖7所示的表格700中呈現的那樣排列輸出字節。表格700包括指示輸入 端處字節的位置的行710。行720指示當在輸出端處讀出字節時這些字節的 次序。將交織流提供給第二2/3比率字節碼編碼器606。第二2/3比率字節碼 編碼器606編碼交織流中的18個交織字節的編組，以生成包括27個字節的 編組的第二字節碼編碼流。如上所述，對於交織器產生的每兩個字節U和Ib,
第二2/3比率字節編碼流含有兩個字節lA和lB的副本和字節IAB。顯而易見，
字節IA可以是數據發生器(例如,圖5中的數據發生器502)生成的內容數據 的字節之一的副本，或可以是由第一字節碼編碼器602作為冗餘或非系統的 字節獲得的字節。類似地，字節lB可以是內容數據的字節的副本，或可以是 由第 一字節碼編碼器602作為冗餘或非系統獲得的字節。
用在線性編碼器中的交織器傳統上在交織器長度或深度上很長。用在級 聯的字節碼編碼器中的、諸如交織器604之類的交織器在長度上是短的，並 且針對編碼率加以優化。與傳統方法相反，字節碼交織器強調例如短的等待 時間(latency )。字節收縮塊608從第二字節碼編碼流中的27個字節的編組中去除一個字 節，以產生包含26個字節的編組的收縮流。使用字節收縮、通過減少為給定 編碼結構提供的和傳送的字節的數量來提高數據效率。但是，針對作為結果 的、由於來自數據流的一個或多個編碼的字節的缺失(absence)引起的接收 器中的解碼電路的性能降級來權衡(tradeoff)所提高的數據效率。字節收縮
分組。基於字節或分組的某些編組的編碼結構往往稱為塊碼。
字節收縮塊608也可以A^第二編碼流中去除不止1個字節。例如，可以 識別可以去除的3個字節以產生12/24比率數據流。收縮不止一個字節在取 得編碼率的提高的同時將進一步使編碼的效率降低。在字節收縮塊608中去
除附加字節是基於交織器604中的最佳交織而實現的。這樣，收縮和交織相 互作用(interact),以允許基於產生輸出分組的給定輸出塊大小的最佳碼率。 分組器610組合來自收縮流的字節，並將它們編組成187個字節的離散 分組。由字節碼編碼器600的組件產生的強壯的數據流產生12/26比率數據 流。如果不使用字節收縮塊608,則字節碼編碼器600也可以產生12/27比率 數據流。
可以採用與級聯的字節碼編碼器600類似的級聯的字節碼編碼器產生除 了上述的12/27比率和12/26比率強壯的數據流之外的其它強壯的數據流。轉 到圖8,示出了級聯的字節碼編碼器800的實施例的另一方塊圖。級聯的字 節碼編碼器800與字節碼編碼器600類似，除了第一 2/3比率字節碼編碼器 802對內容數據的每4個字節產生包含6個字節的編組的第一字節碼編碼數 據流之外。交織器804交織6個字節，並且第二 2/3比率字節碼編碼器806 對提供的每6個字節產生包含9個字節的編組的第二字節碼編碼數據流。對 於兩個2/3比率字節碼編碼器的級聯，交織器804表示最小的可能的交織器 長度。字節收縮808對第二 2/3比率字節碼編碼器806生成的每9個字節去 除一個字節。字節碼編碼器800產生的強壯的數據流被編碼成4/8比率字節 碼。如果不使用字節收縮808，則字節碼編碼器800也可以用於產生4/9比率 字節碼。
現在轉到圖9,示出了級聯的字節碼編碼器900的又一實施例的方塊圖。 第一字節碼編碼器902和交織器904與字節碼編碼器600的那些相同。但是， 第二字節碼編碼器906是1/2比率字節碼編碼器。1/2比率字節碼編碼器906編碼交織流中的18個交織字節的編組，以生成包括27個字節的編組的第二 字節碼編碼流。如上所述，對於交織器904產生的每一個字節I， 1/2比率字 節碼編碼流包括字節I的副本和非系統的字節I'。顯而易見，字節I可以是數 據發生器(例如，圖5中的數據發生器502)生成的內容數據的字節之一的副 本，或可以是由第一字節碼編碼器902作為冗餘或非系統的字節獲得的字節。
字節收縮塊908從第二字節碼編碼流中的36個字節的編組中去除一個字 節，產生包含35個字節的編組的收縮流。級聯的字節碼編碼器900可以產生 12/35比率收縮的強壯的數據流或12/36比率未收縮的數據流。
儘管圖6、 8和9示出了利用兩個組成字節碼編碼器和一個交織器的級聯 的字節碼編碼器的實施例，但字節碼編碼器的其它實施例可以包括附加組成 字節碼編碼器和交織器以產生具有其它數據率的強壯的數據流。現在轉到圖 10，示出了級聯的字節碼編碼器1000的又一實施例的方塊圖。編碼器1000 包括三個組成字節碼編碼器、兩個交織器、和一個收縮塊。1/2比率字節碼編 碼器1002接收來自數據發生器(諸如數據發生器502之類)的內容數據字節。 1/2比率字節碼編碼器對接收的內容數據的每12個字節生成第一字節碼編碼 流中的24個字節的編組。
第一交織器1004交織第一字節碼編碼流中的24位元組編組，並將第一交 織流中的交織的24個字節的編組提供給第一2/3比率字節碼編碼器1006。在 優選實施例中，第一交織器1004如在如圖11所示的表格1100中呈現的那樣 排列輸出字節。表格1100包括指示輸入端處字節的位置的行1110。行1120 指示當在輸出端處讀出字節時這些字節的次序。第一2/3比率字節碼編碼器 1006對提供的24個字節的每個編組產生包含36個字節的編組的第二字節碼 編碼流。第二交織器1008通過將36個字節的每個編組劃分成18個字節的兩 個集合(set)而交織36位元組第二字節碼編碼流。第二交織器1008交織18 個字節的每個集合，並將交織的數據提供給第二2/3比率字節碼編碼器1010 作為兩個18位元組交織的流。第二2/3比率字節碼編碼器1010以與第一 2/3比 率字節碼編碼器1006相似的方式操作，並編碼每個18位元組交織的流，以產 生包含27個字節的編組的第三字節碼編碼流。字節收縮塊1012收縮第三字 節碼編碼流的l個字節，並將26個字節提供給分組器1014。分組器1014對 交織器1008分離的26個字節的集合進行重新編組。分組器1014還像前述的 那樣組合來自收縮流的字節，並將它們編組成187個字節的離散分組。因為第二 2/3比率字節碼編碼器910對在編碼器1000的輸入端上接收的每12個
字節產生2個27位元組字節碼編碼流，所以級聯的字節碼編碼器1000產生12/54 未收縮的強壯的數據流或12/52收縮數據流。
轉到圖12，示出了用於示出級聯的字節碼編碼器1200的又一實施例的 方塊圖。級聯的字節碼編碼器1200包括並行連接和操作的兩個組成字節碼編 碼器。換言之，與如前所述的串行級聯相反，該級聯是並行級聯。將來自輸 入流的17個字節分成16個字節的第一編組和1個字節的第二編組。2/3比率 字節碼編碼器1210接收16個字節的第一編組，並對接收的內容數據的每16 個字節生成24位元組第一字節碼編碼流。1/2比率字節碼編碼器1220接收l個 字節的第二編組，並對接收的內容數據的每1個字節生成2位元組第二字節碼 編碼流。包含24個字節的編組的第一字節碼編碼流和包含2個字節的編組的 第二字節碼編碼流被級聯以形成包含26個字節的編組的最終的字節碼編碼 流。級聯的字節碼編碼器1200產生17/26比率未收縮的強壯的數據流。
對於本領域的技術人員來說，顯而易見，具有除如圖6、 8、 9、 10、和
生強壯的數據流。類似地，其它類型或排列的交織器或收縮塊可以替代在所 述實施例中使用的那些。
現在轉到圖13,示出了編碼器1300的又一實施例的方塊圖。編碼器UOO 是圖5所示的編碼器500的替代物，並包括MPEG傳輸流的源1302。 MPEG 傳輸流的源1302與包含幾個附加塊的ATSC M/H塊1310連接。在ATSC M/H 塊1310內包含的那些塊處理輸入的數據流，並產生適合於移動的、行人、和 手持設備接收和使用的強壯的數據流。下面將進一步描述這些方塊。ATSC M/H塊1310與內部也包含幾個附加塊的ATSC A53傳統塊1350連接。在ATSC A53傳統塊1350內包含的數據隨機性發生器1352、裡德-索洛蒙編碼器1354、 巻積字節交織器1356、格狀編碼器1358、同步插入塊1360、和調製塊l362 與在圖1中所述的那些塊類似。因此，這裡將不再進一步描述這些塊。
在ATSC M/H塊1310內，分組交織器1312接收按分組排列的數據流。 每個分組包含187個字節並包括用於分組標識的3位元組首標。將分組交織器 1312的輸出提供給GF( 256)串行級聯塊編碼器(SCBC ) 1314。將GF ( 256 ) SCBC 1314的輸出連接到分組去交織器(deinterleaver) 1316。將分組去交織 器1316的輸出連接到傳輸流首標修改器1318。將傳輸流首標修改器1318的
20輸出連接到先驗(a-priori)傳輸分組插入器1320。將先驗傳輸分組插入器1320 的輸出連接到ATSC A53傳統編碼器1350。
分組交織器1312將作為以行排列的分組而接收的數據重新排列成基於 來自分組的行的字節的列的碼字。分組交織器1312像圖示在圖14中那樣按 逐行的次序從固定數量的相繼(consecutive)分組中取出字節，並像在圖15 中圖示的那樣逐列地輸出字節。具體地，圖14和15圖示了讀入12行的187 字節分組和輸出187列的12位元組代碼字。作為分組交織的結果，標為字節0 的所有第1位元組都被編組在一起，標為字節1的所有第2位元組都被編組在一 起，依此類推。被讀入交織器中的分組的數量構成源幀，並等於GF(256) SCBC 1314中的處理所需的源碼字或碼元的數量。重要的是要注意到，可以 基於所包括的存儲器的類型和大小來改變分組交織器1312的維度 (dimension )。例如，可以將第一維度改變成列，而將第二維度改變成行。另 外，也可以使用其它維度的排列。
GF (256) SCBC 1314是與前述的字節碼編碼器類似的塊碼編碼器。具 體地，在伽羅瓦域(256 )空間上使用短的線性塊碼實現GF ( 256 ) SCBC 1314。 可以使用兩個組成塊碼。1/2比率塊碼編碼器使用如下生成矩陣
G = (1 2) (28)
(28 )中的矩陣包括在第二列中呈現的具有來自等式(1 )的值的b元素。 2/3比率塊碼編碼器使用如下生成矩陣
使用單位矩陣(identity matrix )和一列b元素來形成生成矩陣。矩陣(29 ) 中的第三列包括具有2的值的來自等式(2)和(3)的b元素。重要的是要 注意到，已經基於塊碼編碼與整個糾錯系統的關係以及調製處理對每個組成 代碼的生成矩陣中的係數進行了優化。該優化特別考慮到格狀編碼和8-VSB 調製中的比特到碼元的映射，因為這些方面在接收和解調處理中是首要方面。
GF (256) SCBC 1314可以是簡單的或級聯的塊碼編碼器。級聯的塊碼 編碼器可以包括如前所述的諸如交織和收縮之類的其它功能。GF( 256 )SCBC 1314可能還能夠以編碼多個編碼率，並且可能進一步能夠通過未示出的比率 模式控制器來切換比率模式。在優選實施例中，GF(256)SCBC 1314可以適於使用以下之一來編碼輸入的數據流如前所述的1/2比率組成代碼、如
圖6所示的l2/26比率代碼、如圖10所示的12/52比率代碼、或如圖12所示 的17/26比率代碼。
GF (256) SCBC 1314編碼從交織器1312輸出的沿著列的字節。換句話 說，GF ( 256) SCBC 1314按照通過分組交織器1312中的處理形成的交織器 矩陣的第二維度來編碼。
分組去交織器1316接收GF (256) SCBC 1314產生的碼字的編碼流，並 輸出187位元組分組的重構的行。分組去交織器D16按逐列的次序輸入編碼的 碼字，每列包括通過GF (256) SCBC 1314中的處理所添加的冗餘或非系統 的字節，並且以逐行的排列輸出這些字節。該處理基本上是利用反轉圖14和 15的次序、對於分組交織器1312所述的處理的反轉。分組去交織器1312輸 入相同數量的列的碼字，每個碼字現在包括非系統的字節的編碼的集合。輸 出端上的行數對應於編碼的碼字長度。例如，在12/26碼率中，將輸出26行 的分組。重要的是要注意到，可以基於所包括的存儲器的類型和大小來改變 分組去交織器1316的維度。另外，可以將第一維度改變成行，而將第二維度 改變成列。另外，也可以使用其它維度的排列。
可以將分組排列成兩個不同編組。分組的第一編組可以^皮稱為系統的分 組，並且與傳輸流源1302提供的數據的原始分組相同。分組的第二編組可以 被稱為非系統的分組，並且是通過GF (256) SCBC 1314中的塊編碼處理形 成的奇偶校驗分組。重要的是要注意到，作為塊編碼處理的結果，列的數量 (即，第二維度的大小)已經增加了。
MPEG傳輸流首標修改器1318接收包含系統和非系統的分組的編組的去 交織的187位元組分組。如前所述，每個分組包含3位元組首標。3個字節包括
保持能夠接收傳統或A53廣播信號但不能正確解碼ATSC M/H編碼的分組的 接收器(即，傳統接收器)的最有效率的操作，可以修改一部分ATSC M/H 分組的首標中的某些比特。通過修改非系統的分組首標中的這些比特，傳統 接收器應該忽略這些分組，而不是將這些分組看作是損壞的。例如，MPEG 傳輸流首標修改器1318可以將TEI比特、有效載荷單元開始指示符比特、和 傳輸優先級比特設置成'O，的比特值。另外，加擾控制和自適應欄位比特(各 2個比特)可以被設置成'OO，。 3個比特長的連續計數器也可以被設置成'OOO'。最後，PID可以被設置成諸如將被所有傳統接收器都忽略的已知值之類的、
唯一的和未用過的值。重要的是要注意到，由於MPEG傳輸流首標修改器1318 將對非系統的分組的編組修改每個首標，因此GF (256) SCBC 1314可能沒 有必要對非系統的分組的編組處理首標。另外，如果傳統的接收器不能處理 和正確解碼系統的分組，則MPEG傳輸流首標修改器1318也可以修改這些 系統分組的首標。如果系統的分組不能被GF (256) SCBC編碼器1314編碼 或不能被MPEG傳輸流首標修改器1318處理，則可以向行動裝置和傳統的 接收器兩者同時廣播(simulcast)作為結果的數據流並由行動裝置和傳統接 收器兩者接收該數據流。
先驗跟蹤分組插入器1320可以將預定跟蹤分組置入強壯的數據流中。預 定分組表示諸如在移動、行人、或手持設備中使用的接收器之類的、能夠接 收強壯的數據流的接收器完全知道或幾乎完全知道的信息的分組。在接收器 中使用預定分組有助於解碼在傳統的或現有的A53編碼部分對信號編碼和傳 送的期間建立的格狀狀態。預定分組也可能有助於接收器的均衡器部分中的 收斂(convergence )。重要的是要注意到，預定分組不是旨在改善傳統接收器 中的接收，但仍然可能導致潛在的改善。此外，與傳統訓練信息不同，因為 預定分組是在執行附加傳統編碼之前添加的，因此預定分組在傳送器的輸出 端處是不可直接識別的。具體地，可以通過格狀編碼的處理來變更預定分組。 其結果是，預定分組在格狀解碼期間不提供直接訓練，而是提供在確定格狀 解碼映射或分支(branch)中使用的先驗分支信息。
可以使用已知訓練序列處理以多種方式來生成預定跟蹤分組。在一個優 選實施例中，預定跟蹤分組包括接收器也知道的、具有使用偽隨機數(PN) 發生器所生成的剩餘字節的有效首標。預定跟蹤分組也可以被稱為先驗訓練 數據、格狀模糊(trellis-obscured )訓練數據、或偽訓練分組，其可以貫穿ATSC M/H傳送以某種方式被分配，或者可以以作為ATSCM/H信號傳送的前同步 碼(preamble)的方式在包括放置分組或分組的編組的編組中成簇(cluster)。
傳統ATSC編碼器1350遵A/J(口前所述的傳統A53標準，相同地編碼系統 的分組和非系統的分組。通過對傳送設備的現有硬體結構作少許改變，可以 添加ATSC M/H塊1310的附加功能以產生強壯或健壯的數據流。另外，為了 在ATSC M/H塊1310中以一種或多種編碼率編碼，可以提取來自MPEG傳 輸源1302的輸入分組的部分。然後，可以在輸入分組的剩餘未處理部分上和在ATSC傳統編碼器1350中編碼的已編碼部分和未處理部分這兩者上重新插 入或附上編碼的分組。可替代地，可以將分離的分組流提供給ATSC M/H塊 1310，並且在第二分組流中插入或附上所編碼的輸出並將其提供給ATSC傳 統編碼器1350。
現在轉到圖16，示出了用於示出編碼處理1600的一個實施例的流程圖。 處理1600圖示了可以用於從輸入數據流中生成強壯的數據流的級聯的字節 碼編碼處理。將主要參照如圖6所示的級聯的字節碼編碼器600來描述處理 1600。但是，可以容易地使該處理適配於包括如圖6、 8、 9、 10、和12所示 和如上所述的編碼器在內的任何字節碼編碼器。此外，重要的是要注意到， 可以使用包括離散處理塊的或包含一些或所有的必要塊的集成電路的硬體、 使用在微處理器部件中操作的軟體，或使用硬體和軟體兩者的組合來執行處 理1600。另外，將參照數據的字節、碼字、和分組來描述處理1600。但是， 對於本領域的技術人員來說，顯而易見，其它數據配置或排列也是可以的， 並且可以使用它們。
首先，在步驟1610中，接收數據流。可以這樣排列數據流使得可以將數 據的字節編組成碼字，並進一步排列成包含一個或多個碼字的全部或部分的 分組。例如，可以按包含187個字節的數據的分組來排列數據，每個分組包 含用於標識目的的分組首標。接著，在步驟1620中，對數據的分組進行字節 碼編碼。可以使用前面討論過的組成編碼器之一來執行步驟1620中的編碼。 例如，編碼步驟1620可以使用導致對於每12個輸入字節的數據，輸出18個 字節的數據的2/3比率字節碼編碼。可替代地，該編碼步驟可以使用諸如1/2 比率之類的另 一字節碼編碼率。編碼步驟1620可以使用如等式(28 )和(29 ) 所示的生成矩陣來補充(supplement)數據的輸入字節。補充輸入數據包括通 過諸如字節碼或塊碼編碼處理之類的編碼處理來創建糾錯或冗餘數據字節。 輸出字節包括已知為系統的字節的數據的12個輸入字節的副本，以及冗餘或 非系統的數據的6個字節。
接著，在步驟1630中，交織來自步驟1620的編碼的數據字節。可以使 用幾種交織排列。例如，如圖7所圖示的交織排列。圖7中的交織排列在使 字節碼編碼步驟1620中生成的代碼的距離最大的同時，提供了相對較小交織 器尺寸。換句話說，可以優化交織器尺寸，以便在存在白噪聲時降低字節錯 誤率。接著，在步驟1640中，對來自步驟1630的交織的字節進行第二次字節碼編碼。可以使用前面討論過的組成編碼器之一來執行第二字節碼編碼步
驟1640。例如，步驟1620中的編碼可以使用導致對於每18個輸入字節的數據、輸出27個字節的數據的2/3比率字節碼編碼。可替代地，該編碼步驟可以使用諸如1/2比率之類的另一字節碼編碼率。編碼步驟1640像上述那樣，可以使用如等式(28)和(29)所示的生成矩陣來補充數據的輸入字節。輸出字節包括被稱為系統的字節的、18個輸入字節的數據副本，以及9個字節的冗餘或非系統的數據。此外，顯而易見， 一些系統的字節可以是原始輸入數據的字節之一的副本，或可以是由第一字節碼編碼步驟1620作為冗餘或非系統的字節荻得的字節。
接著，在步驟1650中，收縮數據字節的第二編碼流。收縮步驟1650從第二編碼的流中去除數據字節之一。去除的字節可以是第二編碼步驟1640的非系統的字節，並且還可以是也來自第一編碼步驟1620的非系統的字節。最後，在步驟1660中，將數據流提供給諸如傳統或現有的A53編碼之類的附加處理。步驟1660也可以包括在提供數據流之前將編碼的字節重新分組成與原始接收的排列相似的分組。所述的處理1600導致生成12/26比率的字節碼編碼的數據 流。
可以從處理1600中去除步驟1650中的收縮。基於步驟1630中的交織來執行對要去除的字節的選擇。例如，第二編碼步驟1640可以不生成作為其編碼的一部分的非系統字節之一，直接導致收縮流，這也是可以的。另外，可以繞過收縮步驟1650，以產生未收縮的12/27比率字節碼編碼的數據流。
步驟1650中的收縮也可以從第二編碼流中去除不止1個字節。例如，可以識別可能去除的3個字節以產生12/24比率字節碼編碼的數據流。收縮不止一個字節在使編碼率得到提高的同時將進一步降低編碼的效率。基於步驟
1630中的最佳交織來實現在收縮步驟1650中對附加字節的去除。這樣，收縮和交織相互作用，以允許基於產生輸出分組的給定輸出塊大小的最佳碼率成為可能。
重要的是要注意到，可以重複步驟1630和1640,以便形成包括兩個交織步驟和三個字節碼編碼步驟的不同級聯的字節碼編碼處理。可以通過諸如圖9所示的編碼器900之類的編碼器使用使用了重複步驟1S30和1540的處理來生成12/52比率強壯的數據流。也可以容易地使處理MOO適配於諸如如上所述的那些之類的其它碼率。現在轉到圖17,示出了示出編碼處理1700的另一個實施例的流程圖。
處理1700圖示了以下步驟，其用於編碼和傳送也遵從現有或傳統A53信號格式的、包括系統和非系統的或冗餘數據分組的ATSC M/H數據流。將主要參照圖13中的編碼器1300來描述處理1700。如上所述，可以使用包括離散處理塊或包含一些或所有的必要塊的集成電路的硬體、使用在微處理器部件中操作的軟體，或使用硬體和軟體兩者的組合來執行處理1700。重要的是要注意到，可以基於確切需要的實現通過去除或重新排列某些步驟而使處理1700適應。
首先，在步驟1710中，接收分組的傳輸流。每個分組包含187個字節並包括首標。首標包括PID以及有關分組的其它信息。接著，在步驟1720中，分離或提取標識成用於ATSC M/H分組的分組。將剩餘分組標識成未處理的。重要的是要注意到，取代從組合的單個傳輸流中提取、可以作為分組的分離的輸入傳輸流來提供ATSC M/H分組。另外，可以將傳輸流中的所有分組都標識成ATSCM/H分組。這些條件的哪一個都可以消除對提取步驟1720的需要。另外，可以對標識成ATSC M/H或未處理的分組進行編組，且可以通過分離編碼碼率進一步對ATSC M/H標識分組進行標識和編組。
接著，在步驟1730中，按行讀入或輸入ATSCM/H標識的分組的集合或編組並按列或交織的分組將其輸出。輸出數據的列等效於碼字，每個碼字的大小等於分組的編組的大小。圖14和15圖示了用於示出在步驟1730中讀入行和輸出列的分組交織的矩陣。重要的是要注意到，可以將在步驟1730中使用的交織器的維度改變成，例如，輸入列和輸出行，或使用基於交織器實現的任何其它維度方面。接著，在步驟1740中，對來自步驟1730的每個碼字進行塊碼編碼。步驟1730中的塊碼編碼類似於處理1600中的字節碼編碼，並且可以使用簡單的編碼處理或級聯的編碼處理。例如，塊碼編碼步驟1730可以使用以下來對碼字進行編碼1/2比率組成代碼、12/26比率代碼、12/52比率代碼、或17/26比率代碼。
接著，在步驟1750中，通過按列輸入碼字和按行輸出數據分組來對編碼的碼字的集合進行分組去交織。輸入碼字現在包含由步驟1730中通過塊碼編碼生成的字節的數量。將輸出分組重構成包含187個字節的分組。在塊碼編碼步驟1730中生成的非系統的字節構成編碼的翁:據流中的分組的附加行。重要的是要注意到，可以將在步驟1760中使用的去交織器的維度改變成，例如，
26輸入列和輸出行，或使用基於交織器實現的任何其它維度方面。
接著，在步驟1760中，變更編碼的去交織的分組中的首標字節。1760中的變更步驟提供了通過防止首標信息被傳統接收器識別、來防止不能解碼ATSCM/H數據分組的接收器中的性能問題的方式。步驟1760中的變更可以包括將TEI比特、有效載荷單元開始指示符比特、和傳送優先級比特設置成'0，的比特值。步驟1760中的變更還可以包括將加擾控制和自適應欄位比特(各2個比特)設置成'OO'。變更步驟1760還可以包括將3個比特長的連續計數器設置成'OOO，。最後，步驟1760中的變更還可以包括將PID設置成諸如所有傳統接收器都將忽略的已知值之類的唯一的和未用過的值。重要的是要注意到，在編碼步驟1640中可以忽略和不處理首標字節。
在步驟1770中，將預定分組或先驗跟蹤分組插入到包括變更的首標信息的編碼的分組流中。先驗跟蹤分組的插入提高了能夠接收ATSC M/H或移動視頻編碼的信號的接收器的性能。重要的是要注意到，插入步驟1770可以將現有冗餘或非系統的分組、或可以將在步驟1710中原始提供的分組替換為數據分組流中的無效(null)分組。
在步驟1780中，將來自步驟1770的ATSC M/H編碼分組與數據傳輸流的未處理部分組合。可以在數據分組的傳輸流的以前識別的未處理部分中插入或附上ATSC M/H編碼分組。可替代地，可以將來自步驟1770的ATSC M/H編碼分組與只是傳統廣播接收所識別的第二傳輸流組合、在所述第二傳輸流中插入或附上來自步驟1770的ATSC M/H編碼分組。重要的是要注意到，如果步驟1710中的所有分組都被識別和處理成ATSCM/H數據分組，則也可以去除步驟1780。接著，在步驟1790中，使用遵從A53標準的傳統或現有編碼來處理包括所有分組的、ATSC M/H編碼的或未編碼的、整個數據流。步驟1790中的傳統編碼包括裡德-索洛蒙編碼、隨機化、交織、格狀編碼和同步插入。可以由諸如在傳統編碼器1350中示出的那些之類的塊來執行傳統編碼步驟1790。
最後，在步驟1795中，傳送包括作為ATSCM/H數據而編碼的流的所有或一部分的完全編碼的數據流。傳送步驟1795可以包括使用特別標識的頻率範圍的傳送，並且可以包括使用諸如同軸電纜之類的有線技術的傳送，或在無線電波上的電磁的傳送。重要的是要注意到，可以連續傳送ATSC M/H數據。在這種模式下，ATSC M/H系統的分組也用作傳統接收器中的分組。非系統的分組將被忽略。但是，可以以周期性地傳送、或在非相鄰的短時間時
段內連續傳送ATSC M/H數據的方式來傳送分離的ATSC M/H和傳統數據。
轉到圖18，表格1800圖示了傳送格式中碼元到比特的映射。表格1800示出了表示傳送數據的兩個比特Zl和Z2的碼元0-3的集合的映射。可以通過將與每個碼元相對應的信號幅度調製成4-PAM信號來傳送該映射。平均來講，碼元的最高有效比特(Z2)的兩個值或狀態之間的電壓或幅度差明顯大於碼元的最低有效比特(Zl)的兩個值或狀態之間的電壓或幅度差。其結果是，當通過有噪聲傳送信道傳送與特定碼元相對應的信號時，在接收器中正確估計Z2比特的概率大於正確估計Zl比特的概率。傳送數據碼元和作為數據碼元循環旋轉(cyclic rotation)的第二碼元可以產生一代碼，該代碼可以顯著增加正確恢復傳送的碼元的Zl和Z2比特兩者的概率。可以選擇上面在等式(1)到(27)中使用的伽羅瓦域的元素bj的值和在等式(28)和(29)中使用的生成矩陣，以便循環地旋轉(和/或環繞(wrap))構成分組的字節的比特，並因此進一步提高由使用這樣的等式的、字節碼編碼器生成的數據流的強壯性。循環旋轉的選擇可以產生一結果，該結果是基於伽羅瓦域的特定屬性、當字節中的最後比特環繞到第一字節時，根據簡單循環旋轉修改的。重要的是要注意到，由諸如圖1中所示的之類的、格狀編碼器進行的附加處理在不顯著影響原始比特到碼元映射的同時，將進一步的冗餘信息添加到傳送信號中。格狀編碼和附加信號過濾將導致將這裡所述的1PAM信號轉換成如在A53標準中所述的8-VSB信號。
轉到圖19,示出了圖示在巻積交織器中處理的字節的交織器映射1900的圖形。交織器映射1900圖示了在諸如圖13中的ATSC傳統編碼器1350中使用的交織器1356之類的巻積交織器的處理期間對輸入的數據字節的組織。儘管可以使用一系列延遲線(delay line)來實現交織器1356，但可以將交織器映射1900看作是對交織器的存儲器映射。交織器映射1900指示放置或寫入輸入字節的位置以及如何讀出輸出字節。按照以下來指示交織器映射1900的維度被編號為從0到206、穿過頂部的字節，以及被編號為從0到103、沿著從頂部到底部的邊的行。直線1910指示讀出字節的次序。例如，如果直線1910表示第20行，那麼，從第0位元組開始到第206位元組結束，讀出第20行中的所有字節。當從第20行中讀出最後字節，即，第206位元組時，讀取前進一行，即，到第21行，直到已讀出交織器的最後一行為止。當讀出最後一行時，讀取再次從第1行(含有新分組數據)開始。
直線1920圖示了 207個字節碼編碼的和裡德-索洛蒙字節的第1分組的 前52個字節的位置，這是基於將那些字節讀入交織器的。直線1920從分組 中的第0位元組的位置開始，並終止在第51位元組的位置的中心線1990。直線 1922、 1924、 1926a、和1926b示出了第1分組中的剩餘字節的位置。直線1922 從處在該直線頂部的第52位元組的位置開始，依此類推，並且對直線1922、 1924、和1926a的每一條，利用字節位置來推移(process )。沿著直線1926b 定位字節的剩餘部分，並且終止於處在比直線1990低一行的行中的位置上的 第206位元組。後繼(successive)分組中的字節的位置在第1分組的位置的右 邊繼續，然後推移到對該推移和直線1990上面的位置進行鏡像(mirror)的 直線1990下面的映射部分。例如，直線1930示出了交織器中第52分組(即， 在第1分組之後輸入52個分組的分組)的一部分字節的位置。直線1950圖 示了傳送分組的編組的邊界(boundary)線。對於每個後繼分組，來自那個 分組的下一個後繼字節落在邊界線上。其結果是，直線1950表示第0分組第 0位元組的位置，後面跟隨著第1分組第1位元組的位置，依此類推，直到第52 分組第52位元組的位置。直線1960圖示了在直線1950和直線1920之間的一 行中的字節的位置。具體地，直線1960示出了作為如圖14所示的、來自沿 著行取向的分組的集合的第26列的字節的字節的編組的位置。在跟隨的行中 的字節包含分組的集合一部分的第27位元組。直線1960圖示了使用上述的字 節碼編碼處理來編碼數據的優點，該優點是因為將在連續的短時間時段內按 照編組從交織器輸出並傳送字節碼編碼的字節。
重要的是要注意到，分組的集合的某些排列可以提供健壯的數據流的更 佳的傳送排列。如果健壯的數據流不是連續傳送的(即，部分數據流是傳統 的數據)，則對健壯的數據流的排列可能是重要的。例如，如圖19所示的52 個分組的集合導致這樣的傳送特性，即該傳送特性包括可以以使用接收系統 中的去交織處理來簡單地預測並識別的方式來傳送健壯數據。
現在轉到圖20,示出了在接收器系統中使用的解碼器2000的一個實施 例的方塊圖。解碼器2000包括適合使用諸如像如上所述的數據流中非系統的 分組之類的冗餘分組的電路，以有助於解碼接收器接收的數據。解碼器2000 一般還能夠解碼已使用傳統或現有A53標準編碼的數據。
在解碼器2000中，在其它電路(未示出)的最初調諧、解調、和處理之後，格狀解碼器2002接收輸入的信號。格狀解碼器2002與巻積去交織器2004 連接。將巻積去交織器2004的輸出連接到字節碼解碼器2006。字節碼解碼 器2006具有被連接到裡德-索洛蒙解碼器2008的輸出。將裡德-索洛蒙解碼器 2008的輸出連接到去隨機性發生器2010。將去隨機性發生器2010的輸出連 接到數據解碼器2012。數據解碼器2012提供輸出信號以供諸如視頻顯示或 音頻再現之類接收器系統的剩餘部分使用。格狀解碼器2002、去交織器2004、 裡德-索洛蒙解碼器2008、去隨機性發生器2010、以及數據解碼器2012在功 能上與在圖2中描述的那些塊類似，這裡不再做進一步詳述。
以數據分組中的數據字節形式的接收的數據由格狀解碼器2002解碼，並 由去交織器2004去交織。該數據分組可以包括207個字節的數據，並且可以 被進一步編組成編組或24, 26或52個分組。格狀解碼器2002和去交織器 2004能夠處理輸入的傳統格式數據以及字節碼編碼的數據。基於接收器也知 道的預定分組傳送序列，字節碼解碼器2006確定該分組是否是被包括在字節 碼編碼的或健壯的數據流中的分組。如果接收的分組不是來自字節碼編碼的 數據流，那麼，將接收的分組提供給裡德-索洛蒙解碼器2008而不在字節碼 解碼器2006中進行任何進一步的處理。字節碼解碼器2006也可以包括去隨 機性發生器，其用於去除在編碼期間與數據流相乘或被添加到數據流的已知 序列常數。重要的是要注意到，強壯的數據流包括與原始數據相同的系統的 分組和字節以及包含冗餘數據的非系統的分組和字節這兩者。
如果字節碼解碼器2006確定所接收的是屬於健壯或強壯的數據流的字 節碼編碼的分組，則可以與構成同一數據流的其它分組一起解碼該分組。在 一個實施例中，如上面的等式(2)所示，通過將分組內的每個字節乘以用於 獲得字節碼編碼分組的b元素的值的倒數來解碼同一數據流的字節碼編碼分 組。將非系統的分組的字節的解碼值與系統的分組的字節的值相比較，並且 可以在系統的分組中清除(即，設置成零)不相同的兩個分組中的任何字節 的值或可以用非系統的分組中的信息取代這些值。此後，可以使用在裡德-索 洛蒙解碼器2008中執行的裡德-索洛蒙解碼來解碼錯誤字節被清除的系統的 分組。下面將討論字節碼解碼器的其它實施例的進一步描述。
也可以將字節碼解碼器2006適配於按照圖13所示的用於解碼編碼的信 號的塊編碼器來操作。例如，字節碼解碼器2006可以包括與分組交織器1312 類似的分組交織器和與分組去交織器1316類似的分組去交織器。另外，字節碼解碼器的功能可以適配於解碼GF (256)串行級聯的塊編碼的(SCBC)信 號。字節碼解碼器2006可以進一步包括用於標識為移動或ATSC M/H接收而 編碼的數據和/或先驗訓練分組的標識的標識符塊。另外，標識符塊可以包括 分組標識符塊，其用於確定例如輸入的分組中的首標是否包括用於移動接收 的PID。
重要的是要注意到，在諸如圖5所示的編碼器500之類的優選編碼器中， 字節碼編碼在數據分組的裡德-索洛蒙編碼之前。但是，在這裡所示的解碼器 2000中，在被裡德-索洛蒙解碼之前對輸入的數據進行字節碼解碼。因為字節 碼操作和裡德-索洛蒙碼操作兩者在A53標準中使用的伽羅瓦域(256)上是 線性的，並且線性操作符在伽羅瓦域中是可交換的，所以可以重新排序。因 為字節碼編碼為恢復接收的信號中的錯誤提供了更高的可靠性，所以重新排 序的重要性是重要的。其結果是，如按照比特錯誤率和信噪比來量度的話， 在裡德-索洛蒙解碼之前執行字節碼解碼導致了接收器性能的提高。
另外，與圖5中的編碼器500和圖13中的編碼器1300的實施例的描述 一樣，應該注意到，通過對傳統接收器作少許改變，可以將字節碼解碼元件 和處理添加到傳統接收器中需要和使用的元件、組件、和電路中。但是，通 過將字節碼解碼處理的特徵併入傳統接收器中的其它塊中可以增強解碼處理。
現在轉到圖21，示出了在接收器中使用的解碼器2100的另一個實施例 的方塊圖。解碼器2100包括用於接收和解碼以下信號的附加電路和處理，在 諸如在空中的電磁波之類的傳送介質上傳送該信號而使該信號已受到不利影 響。解碼器2100能夠解碼強壯的數據流以及傳統數據流兩者。
在解碼器2100中，在最初處理之後，將輸入信號提供給均衡器2106。 均衡器2106與提供兩個輸出的格狀解碼器2110連接。來自格狀解碼器2110 的第一輸出提供反饋，並且作為反饋輸入被連接回到均衡器2106。來自格狀 解碼器2110的第二輸出連接到巻積去交織器2114。巻積去交織器2114與也 提供兩個輸出的字節碼解碼器2116連接。來自字節碼解碼器2116的第一輸 出作為反饋輸入通過巻積交織器2118被連接回到格狀解碼器2110 。來自字節 碼解碼器2116的第二輸出連接到裡德-索洛蒙解碼器2120。裡德-索洛蒙解碼 器2120的輸出連接到去隨機性發生器2124。去隨機性發生器2124的輸出連 接到數據解碼器2126。裡德-索洛蒙解碼器2120、去隨機性發生器2124、和數據解碼器2126連接在一起，並且在功能上以與在圖2中描述的裡德-索洛 蒙、去隨機性發生器、和數據解碼器塊類似的方式操作，這裡將不做進一步描迷。
將來自接收器(未示出)的前端處理(例如，天線、調諧器、解調器、
A/D轉換器)的輸入信號提供給均衡器2106。均衡器206處理接收的信號， 以便在恢復接收的信號的嘗試中完全或部分去除傳送信道的影響。各種的去
均衡器2106可以包括處理電路的多個部分，包括前饋均衡器(FFE)部分和 判定反饋均衡器(DFE)部分。
將均衡信號提供給格狀解碼器2110。格狀解碼器2110作為 一個輸出產生 被提供給均衡器2106的DFE部分的判定值的集合。格狀解碼器2U0還可以 生成也被提供給均衡器2106的DFE部分的中間判定值。DFE部分使用來自 格狀解碼器2110的判定值以及中間判定值來調整均衡器2106中的濾波器抽 頭的值。調整後的濾波器抽頭值消除了在接收信號中存在的幹擾和信號反射。 疊代(iterative)處理允許均衡器2106藉助於來自格狀解碼器2110的反饋， 動態地調整到隨時間潛在地變化的信號傳送環境的條件。重要的是要注意到， 可以以與信號的輸入數據率類似的速率(諸如，對於數位電視廣播信號，19 Mb/s)使疊代處理發生。也可以以高於輸入數據率的速率使疊代處理發生。
格狀解碼器2110還將格狀解碼的數據流提供給巻積去交織器2114。巻積 去交織器2114與在圖20中描述的去交織器類似地操作，生成在數據分組內 組織的去交織的字節。將數據分組提供給字節碼解碼器2116。如上所述，通 過字節碼解碼器2116將不是強壯的數據流的一部分的分組簡單地傳遞到裡 德-索洛蒙解碼器2120。如果字節碼解碼器2116將分組的編組識別成強壯的 數據流的一部分，則字節碼解碼器2116使用非系統的分組中的冗餘信息來如 上述那樣最先解碼分組中的字節。
字節碼解碼器2116和格狀解碼器2110以被稱為渦輪解碼器 (turbo-decoder)的疊代的方式操作來解碼強壯的數據流。具體地說，對於被 包括在強壯的數據流中的分組的每個字節，在巻積去交織器2114的去交織之 後，格狀解碼器2110將第一軟判決向量(soft decision vector)提供給字節碼 解碼器2116。通常，格狀解碼器2110按照概率值的向量產生軟判決。在一些 實施例中，向量中的每個概率值與和該向量相關聯的字節可能具有的值相關
32聯。在其它實施例中，為被包含在系統的分組中的每個半字節的一半
(half-nibble)(即，兩個比特)生成概率值的向量，這是因為2/3比率格狀解 碼器估計兩比特的碼元。在一些實施例中，格狀解碼器2110組合與字節的四 個半字節的一半相關聯的四個軟判決以產生一個軟判決，該軟判決是該字節 可能具有的值的概率的向量。在這樣的實施例中，將與該字節相對應的軟判 決提供給字節碼解碼器2116。在其它實施例中，字節碼解碼器將與系統的分 組的一個字節有關的軟判決分離成四個軟判決向量，其中四個軟判決中的每 一個與該字節的半字節的一半相關聯。
字節碼解碼器2116使用與構成強壯的數據流的分組的字節相關聯的軟 判決向量來產生構成分組的字節的第 一估計。字節碼解碼器2116使用系統的 分組和非系統的分組兩者為構成強壯的流的分組的每個字節生成第二軟判決 向量，並且將第二軟判決向量通過巻積交織器2118重新交織之後提供給格狀 解碼器2110。此後，格狀解碼器2110使用第二軟判決向量以產生被提供給字 節碼解碼器2116的第一判定向量的進一步的疊代。格狀解碼器2110和字節 碼解碼器2116以這種方式疊代，直到由格狀解碼器和字節碼解碼器產生的軟 判決向量收斂或經歷了預定數量的疊代。此後，字節碼解碼器2116對於系統 的分組的每個字節使用軟判決向量中的概率值以便為系統的分組的每個字節 生成硬判定。從字節碼解碼器2116向裡德-索洛蒙解碼器2120輸出硬判定值
(即，解碼的字節)。可以使用最大後驗(MAP)解碼器來實現格狀解碼器 2110,並且格狀解碼器2110可以對字節或半字節的一半(碼元)的軟判決進 行操作。
重要的是要注意到，渦輪解碼通常利用與在塊與塊之間傳遞判定數據有 關的疊代速率，該速率比輸入數據速率高。可能的疊代數量受限於數據速率 和疊代速率的比率。其結果是，在實用程度上，渦輪解碼器中的較高的疊代 速率通常改善糾錯結果。在一個實施例中，可以使用8倍於輸入數據速率的 疊代速率。
諸如在圖21中描述的軟輸入軟輸出字節碼解碼器可以包括向量解碼功 能。向量解碼包括到對包含系統的和非系統的字節的數據字節進行分組。例 如，對於1/2比率字節碼編碼流，將編組1個系統字節和1個非系統字節。 兩個字節具有超過64，000個可能值。向量解碼器為兩個字節的每一個可能值
確定或估計概率並創建概率圖。基於一些或所有概率的加權概率以及到可能碼字的歐幾裡得(Euclidean)距離作出軟判決。當歐幾裡得距離的誤差落入 閾值以下時，可以作出硬判定。
如在圖20和21中描述的字節碼解碼器可以解碼前述字節碼編碼器已編 碼的、包括由簡單字節碼編碼器或級聯的字節碼編碼器的編碼的強壯的數據 流。圖20和21中的字節碼解碼器描述了解碼由簡單的或只包括到單個編碼 步驟的組成的字節碼編碼器編碼的強壯的數據流。級聯的字節碼解碼包括在 除了諸如去交織、去收縮(de-puncturing )、和重新插入之類的中間處理之外 的、不止一個的解碼步驟中解碼輸入的碼字或字節。
現在轉到圖22,示出了級聯字節碼解碼器2200的實施例的方塊圖。級 聯字節碼解碼器2200被配置成以諸如在圖21中示出的渦輪解碼器配置來操 作。級聯字節碼解碼器2200在內部還如同使用疊代處理來解碼強壯的數據流 中的級聯字節碼編碼的分組的渴輪解碼器那樣工作。級聯字節碼解碼器2200 適配於解碼12/26比率字節碼編碼信號流，從原始編碼的26位元組中產生12 個字節的數據。
將表示26個字節的軟判決值的數據流提供給字節插入塊2202。將字節 插入塊2202的輸出連接到第一 2/3比率字節碼解碼器2204。第一 2/3比率字 節碼解碼器2204提供兩個輸出。將第一輸出連接到收縮塊2206,將收縮塊 2206的輸出作為反饋輸入通過如圖21所示的交織器連接到格狀解碼器。將 第一 2/3比率字節碼解碼器2204的第二輸出連接到去交織器2208。將碼元去 交織器2208的輸出連接到也具有兩個輸出的第二 2/3比率字節碼解碼器 2210。將第一輸出作為反饋輸入通過交織器2212連接到第一 2/3比率字節碼 解碼器2204。將第二輸出連接到諸如裡德-索洛蒙解碼器之類的其它處理塊。
被輸入到字節插入塊2202的26位元組包括與數據的系統字節或系統的分 組有關的由諸如圖21中的格狀解碼器2110之類的格狀解碼器生成的第一軟 判決以及與數據的非系統字節或非系統的分組有關的軟判決。數據的系統和 非系統字節可以來自已經被字節碼編碼的分組。2/3比率字節碼解碼器需要3
個字節，以便解碼2個數據字節。但是，原始級聯的編碼優選地通過去除非 系統字節而去除了一個字節以將碼字從27個字節減少到26個字節。因此， 需要一個字節替代在編碼處理中通過收縮去除的字節。另外，格狀解碼器未 生成與數據流中的收縮字節有關的任何軟判決，這是因為到格狀解碼器的輸 入流不包含該字節。結果，插入指示收縮字節的值同等可能的軟判決值。將來自字節插入塊2202的、包括插入的軟判決值的第一軟判決提供給第一 2/3 比率字節碼解碼器2204。第一2/3比率字節碼解碼器2204基於系統和非系統 的分組的字節的解碼、使用第一軟判決來以生成第二軟判決。如上面的等式 (2)和(3)所示，軟判決的生成利用了，例如，字節的集合與用於獲得字 節碼編碼分組的b,和b2元素的值的倒數的乘積。
將來自第一 2/3比率字節碼解碼器的27位元組軟輸出提供給收縮塊2206。 27位元組軟輸出表示在第一 2/3比率字節碼解碼器中的解碼之後、系統和非系 統字節兩者的軟判決值的更新的集合。收縮塊2206去除以前插入的軟判決字 節，以便使字節格式返回到格狀解碼器原始處理的26位元組格式。
將來自第一2/3比率字節碼解碼器的、只表示系統字節的18位元組軟輸出 提供給去交織器2208。去交織器2208以與在2/3比率字節碼編碼處理中執行 的交織相反的方式去交織18個字節的數據。去交織器2206通過例如反轉 (reverse )圖7中的行710和720來精確地反轉編碼器中的交織映射。
將去交織字節提供給第二 2/3比率字節碼解碼器2210。第二 2/3比率字 節碼解碼器2210使用去交織軟判決系統字節以與上述方式類似的方式生成 軟判決字節的兩個附加輸出。將18位元組軟輸出提供給交織器2212。 18位元組 軟輸出表示根據第一2/3比率字節碼解碼器2204的解碼的系統和非系統字節 兩者的軟判決值的更新的集合。交織器2212重新交織去交織字節，以便將它 們置回到第一2/3比率字節碼解碼器使用的字節格式。交織器2212基本上與 在編碼器中使用的諸如圖6中的交織器604之類的交織器相同，並且將18字 節的重新交織的集合提供給第一 2/3比率字節碼解碼器2204。將該18位元組的 重新交織的集合用於改善第一 2/3比率字節碼解碼器2204所作的軟判決。
來自第二 2/3比率字節碼解碼器2210的12位元組輸出表示對1^26比率字 節碼編碼的強壯的數據流輸出的系統字節解碼的數據。如果第二 2/3比率字 節碼解碼器2210生成的有關12個系統輸出字節的軟判決作為正確數據值是 無可質疑的(conclusive)的或者在無可置疑的預定閾值之內，則第二 2/3比 率字節碼解碼器2210使用該軟判決生成有關12個輸出字節的硬判定，並且 將12個輸出字節提供給諸如裡德-索洛蒙解碼器之類的進一步處理塊。但是， 如果第二 2/3比率字節碼解碼器2210生成的軟判決不是無可質疑的，則使用 在前面疊代期間獲得的和反饋的軟信息，如上述那樣獲得進一步疊代。通過 後繼的解碼器將這個附加軟信息提供給每個軟解碼器。也就是說，格狀解碼器使用通過收縮塊2206提供的來自第一 2/3比率字節碼解碼器2204的反饋， 而第一 2/3比率字節碼解碼器2204使用通過交織器2212提供的來自第二 2/3 比率字節碼解碼器2210的反饋。以這種方式繼續疊代，直到第二2/3比率字 節碼解碼器2210生成的軟判決充分收斂，或直到已經經歷了預定次數的疊 代。如上所述，所使用的渦輪解碼通常利用了與在塊與塊之間傳遞判定數據 有關的疊代速率，該速率比輸入數據速率高。
現在轉到圖23，示出了級聯的字節碼解碼器2300的另一個實施例的方 塊圖。級聯的字節碼解碼器2300被類似地配置成以諸如在圖21中示出的渦 輪解碼器配置來操作。級聯字節碼解碼器2300在內部還如同使用包括到三個 組成字節碼解碼器的疊代處理來解碼強壯的數據流中的級聯字節碼編碼的分 組的渦輪解碼器那樣工作。級聯字節碼解碼器2300適配於解碼12/52比率塊 碼編碼信號流，從原始編碼的52位元組中產生12個字節的數據。
將表示52個字節的軟判決值的數據流提供給分組插入塊2302。將分組 插入塊2302的輸出連接到第一 2/3比率字節碼解碼器2304。第一 2/3比率字 節碼解碼器2304提供兩個輸出。將第一輸出連接到收縮塊2306,將收縮塊 的輸出作為反^t貴輸入通過未示出的交織器連接到^"狀解碼器。將第一 2/3比 率字節碼解碼器2304的第二輸出連接到第一去交織器2308。將第一去交織 器2308的輸出連接到也具有兩個輸出的第二2/3比率字節碼解碼器2310。將 第一輸出作為反饋輸入通過第一交織器2312連接到第一 2/3比率字節碼解碼 器2304。將第二輸出連接到第二去交織器2314。將第二去交織器Z314的輸 出連接到也具有兩個輸出的1/2比率字節碼解碼器2316。將第一輸出作為反 饋輸入通過第二交織器2318連接到第二 2/3比率字節碼解碼器2310。將第二 輸出連接到諸如裡德-索洛蒙解碼器之類的其它處理塊。
將來自格狀解碼器的包括第一軟判決的52位元組輸入提供給分組插入塊 2302。分組插入塊2302將52個字節分離成26個字節的兩個集合。執行該分 離是為了與諸如圖9中的編碼器900之類的編碼器在字節碼編碼期間執行的 分離匹配。如上所述，分組插入塊2302將具有指示的相等概率值的軟判決字 節插入26個字節的每個集合中以創建27個字節的兩個集合。27個字節的兩 個集合在處理中保持聯絡(link),以便使得在進一步字節碼解碼階段中重新 組合這些集合。第一 2/3比率字節碼解碼器2304、第一去交織器2308、和第 一交織器2310以與在圖22中描述的相似的方式工作，除了它們對27個軟判決字節的兩個集合以及在第一2/3比率字節碼解碼器的輸出端處的隨後的18
個軟判決字節的兩個集合進行處理並保持聯絡之外。收縮塊2306從27個軟 輸出字節的兩個集合中去除以前插入的軟判決字節，並將兩個集合級聯在一 起。為了使字節格式返回到格狀解碼器原始處理的52位元組格式，該級Jf關是必 要的。被提供給收縮塊2306的27位元組軟輸出的兩個集合表示在第一 2/3比 率字節碼解碼器中的解碼之後系統和非系統字節兩者的軟判決值的更新的集 合。
第二2/3比率字節碼解碼器2310如所述那樣處理18個字節的兩個集合， 但級聯表示解碼數據的系統字節的12個字節的兩個集合以形成24位元組軟判 決輸出。將24位元組軟判決輸出提供給第二去交織器2314。第二去交織器2314 以與作為在圖io中描述的編碼處理的一部分的、在交織器1004中執行的交 織相反的方式對24個字節的數據進行去交織。第二去交織器2314通過例如 反轉圖11中的行1110和1120來反轉編碼器中的交織映射。
將去交織的24個軟判決字節提供給1/2比率字節碼解碼器2316。 1/2比 率字節碼解碼器2316使用去交織的軟判決系統字節、以與上述方式類似的方 式來生成軟判決字節的兩個附加輸出。將24位元組軟輸出提供給第二交織器 2318。 24位元組軟輸出表示來自1/2比率字節碼解碼器中的解碼的系統和非系 統字節兩者的軟判決值的更新的集合。交織器2318重新交織去交織的字節， 以便將它們置回到第二2/3比率字節碼解碼器2310使用的格式。交織器Z318 基本上與在編碼器中使用的諸如圖6中的交織器604之類的交織器相同，並 且將重新交織的24個字節的集合提供給第二 2/3比率字節碼解碼器2310。使 用重新交織的24個字節的集合來改善第二 2/3比率字節碼解碼器2310所做 的軟判決。
如上所述，如果1/2比率字節碼解碼器2316的輸出端處有關12個系統 字節的軟判決作為正確數據值是無可質疑的或在無可質疑的預定閾值之內， 則1/2比率字節碼解碼器2316使用該軟判決來生成有關12個輸出字節的硬 判定，並且將12個輸出字節提供給諸如裡德-索洛蒙解碼器中的解碼之類的 進一步處理塊。但是，如杲1/2比率字節碼解碼器2^6生成的軟判決不是無 可質疑的，則使用在前面疊代期間荻得的和反饋的軟信息獲得進一步疊代。 通過後繼的解碼器將該附加軟信息提供給每個軟解碼器。也就是說，格狀解 碼器使用通過收縮塊2306提供的、來自第一 2/3比率字節碼解碼器2304的
37反饋，第一 2/3比率字節碼解碼器2304使用通過第一交織器2312提供的、 來自第二 2/3比率字節碼解碼器2310的反饋，而第二 2/3比率字節碼解碼器 2304使用通過第二交織器2318提供的、來自1/2比率字節碼解碼器2316的 反饋。以這種方式繼續疊代，直到1/2比率字節碼解碼器2316生成的軟判決 充分收斂，或直到已經經歷了預定次數的疊代。如上所述，所使用的渦輪解 碼通常利用與在塊與塊之間傳遞判定數據有關的疊代速率，該速率比輸入數 據速率高。
轉到圖24,示出了級聯字節碼解碼器2400的另一個實施例的方塊圖。 類似地配置級聯字節碼解碼器2400以如在圖21中示出的渦輪解碼器配置來 工作。級聯字節碼解碼器2400包括並行地連接的並對強壯的數據流中的字節 碼編碼分組進行操作的兩個組成字節碼解碼器，即，2/3比率字節碼解碼器 2402和1/2比率字節碼解碼器2404。級聯字節碼解碼器2400適配於解碼17/26 比率字節碼編碼的信號流，從原始編碼的26位元組中產生17個字節的數據。
將來自格狀解碼器的26位元組的軟判決值的輸入數據流分離成24個字節 的第一編組和2個字節的第二編組。基於諸如圖12中的編碼器1200之類的 編碼器對字節的這些編組進行組合的排列來執行該分離，並且該分離一般說 來對接收設備是已知的。可以使用未示出的信號或分組多路復用器來執行該 分離。可替代地，可以通過例如對輸入字節計數來選擇要處理哪些字節以在 每個字節碼編碼器中執行該分離和編組。24個軟判決字節的第一編組由2/3 比率字節碼解碼器2402如上述的那樣解碼。2個軟判決字節的第二編組由1/2 比率字節碼解碼器2404 1"象上述那樣類似地解碼。
級聯24位元組軟輸出和2位元組軟輸出以形成26位元組軟輸出，所述24位元組 軟輸出是表示來自2/3比率字節碼解碼器2402中解碼的、系統和非系統的字 節兩者的軟判決值的更新的集合，所述2位元組軟輸出是表示來自1/2比率字 節碼解碼器2404中解碼的、系統和非系統字節兩者的軟判決值的更新的集 合。將26位元組軟輸出提供給格狀解碼器，以便在下一次渦輪解碼器疊代期間 潛在地改善字節的軟判決值。
類似地，級聯來自2/3比率字節碼解碼器2402的、包含系統字節的16 字節軟輸出和來自1/2比率字節碼解碼器2404的、包含系統字節的l字節軟 輸出，以形成17位元組軟輸出。如果有關17個系統字節的軟判決作為正確數 據值是不可質疑的的或在不可質疑的預定閾值之內，則2/3比率字節碼解碼器2402和1/2比率字節碼解碼器2404使用該軟判決來生成有關17個輸出字 節的硬判定，並且將17個輸出字節提供給諸如裡德-索洛蒙解碼器之類的進 一步處理塊。
但是，如果有關17個輸出字節的軟判決不是無可質疑的，則使用在前面 疊代期間獲得的和反饋的軟信息獲得進一步疊代。通過後繼的解碼器將該附 加軟信息提供給每個軟解碼器。也就是說，格狀解碼器使用來自2/3比率字 節碼解碼器2402和1/2比率字節碼解碼器2404的級聯輸出的反饋。以這種 方式繼續疊代，直到軟判決充分收斂，或直到已經經歷了預定次數的疊代。 如上所述，所使用的渦輪解碼通常利用與在塊與塊之間傳遞判定數據有關的 疊代速率，該速率比輸入數據速率高。
重要的是要注意到，在圖20-24中描述的字節碼解碼器也可以配置成對 使用在圖13中描述的GF ( 256) SCBC編碼的串行級聯的塊碼而編碼的數據 進行解碼。
使用上述的字節碼編碼和解碼的排列的各種系統允許對現有或傳統廣播 系統的應用進行擴展。首先，現有傳統接收器可以從使用ATSC M/H編碼的 附加出現的分組中獲益。格狀解碼器和均衡器可以處理更健壯的SCBC編碼 分組和先驗跟蹤分組，以改善動態信號環境條件下的跟蹤。其次，創建健壯 或強壯數據的ATSC M/H編碼的數據使得移動、手持、和行人設備中的接收 系統可以在不能接收傳統的A53傳送的信號環境下接收健壯流。例如，與對 於傳統A53接收大約15 dB (分貝)的白噪聲閾值相比，以12/52比率編碼的 ATSC M/H允許以等於3.5dB (分貝)的白噪聲閾值上接收信號。通過生成 ATSC M/H分組並與傳統A53數據一起周期性地傳送這些分組，進一步改善 了操作。周期性傳送對於容許廣播材料的視頻和音頻遞送是重要的。ATSC M/H分組也可以一皮編組成一個或多個傳送脈沖串並作為一個或多個傳送脈衝 串傳送。以脈沖串形式傳送對於遞送可以被存儲以供移動、手持、和行人設 備以後使用的數據內容或內容是重要的。
在附圖中通過例子已示出了並且在此詳細描述了具體實施例，儘管這些 實施例可能易於經歷各種修改和可替代形式。但是，應該明白，本公開不是 旨在受限於所公開的具體形式。而是，本公開將涵蓋如所附權利要求書限定 的本^Hf的精神和範圍內的所有修改物、等效物和替代物。
權利要求
1.一種包括如下步驟的方法(1700)接收(1710)數據分組，所述分組具有數據有效載荷和首標；對分組中的數據進行字節碼編碼(1740)；以及響應於該字節碼編碼(1740)來更改(1760)首標中的信息。
2. 如權利要求1所述的方法(1700),其中更改步驟(1760)更改分組以使該分組不被只能夠接收傳統廣播編碼的分組的接收器識別。
3. 如權利要求1所述的方法(1700),其中更改步驟(1760)包括更改首標中的節目標識符。
4. 如權利要求3所述的方法(1700)，其中更改步驟(1760)包括將節目標識符設置為傳統節目映射表中未使用的值。
5. 如權利要求4所述的方法(1700)，其中更改步驟(1760)包括將節目標識符設置為用於有效移動廣播分組的值。
6. 如權利要求1所述的方法(1700),其中字節碼編碼步驟(1740)使用伽羅瓦域生成矩陣來補充分組中的數據。
7. 如權利要求1所述的方法(1700),其中接收步驟中的分組包含數據有效載荷中的184個字節的數據以及首標中的3個字節的數據。
8. 如權利要求1所述的方法(1700)，其中字節碼編碼步驟(1740)使用GF (256)串行級聯的塊編碼處理。
9. 如權利要求1所述的方法(1700)，其中字節碼編碼步驟(1740)包括僅字節碼編碼分組的數據有效載荷部分。
10. 如權利要求1所述的方法(1700)，其進一步包括步驟裡德-索洛蒙編碼(1790)包括更改後的首標的字節碼編碼的數據。
11. 如權利要求1所述的方法(1700)，其中在電視廣播系統中使用該方法。
12. —種裝置(1300)，其包括接收具有數據有效載荷和首標的數據分組的編碼器(1314)，所述編碼器使用字節碼編碼處理來編碼數據分組中的數據；以及與該編碼器(1314)耦接的首標修改器(1318)，所述首標修改器(1318)接收編碼的數據分組，並且響應於字節碼編碼來更改首標中的信息。
13. 如權利要求12所述的裝置(1300),其中首標修改器(1318)更改 分組以使該分組不被只能夠接收傳統廣播編碼的分組的接收器所識別。
14. 如權利要求12所述的裝置(1300)，其中首標修改器(1318)通過 將節目標識符設置為傳統節目映射表中未使用的值，來更改首標中的信息。
15. 如權利要求12所述的裝置(1300),其中編碼器(1314)中的字節 碼編碼處理使用伽羅瓦域生成矩陣來補充分組中的數據。
16. 如權利要求12所述的裝置(1300)，其中所接收的數據分組包含數 據有效載荷中的184個字節的數據以及首標中的3個字節的數據。
17. 如權利要求12所述的裝置(1300)，其中編碼器(1314)中的字節 碼編碼使用GF (256)串行級聯的塊編碼處理。
18. 如權利要求12所述的裝置(1300)，其進一步包括與首標修改器 (1318)耦接的裡德-索洛蒙編碼器(1354)，所述裡德-索洛蒙編碼器編碼包括更改後的首標的字節碼編碼的數據。
19. 一種裝置(1300)，其包括用於提供數據分組的部件(1302),所述分組具有數據有效載荷和首標； 用於對分組中的數據進行字節碼編碼的部件(1314);以及 用於響應於字節碼編碼來更改首標中的信息的部件(1318)。
20. 如權利要求19所述的裝置(1300)，其中用於更改的部件(1318) 更改分組以使該分組不被只能夠接收傳統廣播編碼的分組的接收器所識別。
21. 如權利要求19所述的裝置(1300)，其中用於更改的部件(1318) 包括將節目標識符設置為傳統節目映射表中未使用的值。
22. 如權利要求21所述的裝置(1300)，其中用於更改的部件(1318) 包括將節目標識符設置為用於有效移動廣播分組的值。
23. 如權利要求19所述的裝置(1300 ),其中用於字節碼編碼的部件 (1314)使用伽羅瓦域生成矩陣來補充分組中的數據。
24. 如權利要求19所述的裝置(1300),其中字節碼編碼器(1314)使 用GF (256)串行級聯的塊編碼處理。
25. —種裝置(2000)，其包括接收多個數據分組的分組識別器，每個所述數據分組具有數據有效載荷 和首標，所述分組識別器基於首標中的信息來從多個分組中識別數據分組； 與該分組識別器耦接的字節碼解碼器(2006),所述字節碼解碼器接收多個數據分組，並且使用字節碼解碼處理來解碼所識別的數據分組；以及與字節碼解碼器耦接的裡德-索洛蒙解碼器(2008)，所述裡德-索洛蒙解 碼器使用裡德-索洛蒙解碼處理來至少對解碼的所識別的數據分組進行解碼。
26. 如權利要求25所述的裝置(2000)，其中多個數據分組中所識別的 數據分組為移動廣播數據分組。
27. 如權利要求25所述的裝置(2000)，其中字節碼解碼處理為伽羅瓦 域(256)串行級聯的塊碼解碼處理。
28. —種方法接收多個數據分組，每個數據分組具有數據有效載荷和首標；基於首標中的信息從多個分組識別數據分組；使用字節碼解碼處理來解碼所識別的數據分組；以及使用裡德-索洛蒙解碼處理來至少對解碼的所識別的數據分組進行解碼。
29. 如權利要求28所述的方法，其進一步包括處理解碼的組合後的數 據以生成用於移動接收器的數據流。
30. 如權利要求28所述的方法，其中所識別的數據分組為移動廣播數據 分組。
31. 如權利要求28所述的方法，其中字節碼解碼處理為伽羅瓦域(256) 串行級聯的塊碼解碼處理。
全文摘要
新的能力將使傳統廣播傳送可用於行動裝置。描述了包括如下步驟的方法(1700)接收具有數據有效載荷和首標的數據分組、字節碼編碼(1740)分組中的數據、以及響應於該字節碼編碼而更改更改(1760)首標中的信息。描述了一裝置(1300)，其包括接收數據分組並且使用字節碼編碼處理來編碼數據的編碼器(1314)；以及響應於字節碼編碼而更改更改首標中的信息的首標修改器(1318)。描述了一解碼裝置(2000)，其包括接收多個數據分組並且基於首標中的信息來識別數據分組的分組識別器；使用字節碼解碼處理來解碼所識別的數據分組的字節碼解碼器(2006)；以及使用裡德-索洛蒙解碼處理來至少對解碼的所識別的數據分組進行解碼的裡德-索洛蒙解碼器(2008)。
文檔編號H04L1/00GK101682466SQ200880016275
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月16日 優先權日2007年5月16日
發明者斯科特·M·洛普雷斯託, 理察·W·西塔 申請人:湯姆森特許公司