[发明专利]编码和解码信号的装置和方法

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2007年5月16日在美国提交的临时申请60/930683、2007年5月17日在美国提交的临时申请60/930591、2007年6月20日在美国提交的临时申请60/936360、和2007年7月6日在美国提交的临时申请60/58581在35U.S.C.§119下的权益。

技术领域

本公开一般涉及数字广播系统的操作，且更具体地涉及为旨在供移动、行人和个人设备使用的广播电视进行编码和解码数据。

背景技术

这个部分旨在向读者介绍可能涉及如下所述的本发明的各个方面的现有技术的各个方面。相信这个讨论有助于向读者提供便于更好地理解本发明的各个方面的背景信息。于是，应理解，要就此而论来阅读这些陈述，而不是将这些陈述看作现有技术的入门。

全世界的电视广播系统都已经从模拟音频和视频信号的传送转移到现代数字通信系统。例如，在美国，高级电视标准委员会(ATSC)已经开发出了叫做“ATSC标准：数字电视标准A/53”的标准(A53标准)。A/53标准定义了应该如何编码和解码数字电视广播的数据。另外，美国联邦通信委员会(FCC)已经为电视广播分配了部分电磁频谱。FCC将所分配部分内的邻接的6MHz(兆赫)信道指定给广播电台来传送地面(即，非有线或卫星)数字电视广播。每个6MHz信道具有基于A53标准下的编码和调制格式的大约19Mb/s(兆比特每秒)的信道容量。而且，FCC还强制要求通过6MHz信道传送地面数字电视数据必须遵从A53标准。

A53标准定义了应该如何将源数据(例如，数字音频和视频数据)处理和调制成通过信道传送的信号。该处理将冗余信息添加源数据中，以便即使信道将噪声和多径干扰添加到传送的信号中，从信道接收信号的接收器也可以恢复源数据。被添加到源数据中的冗余信息降低了传送源数据的有效数据速率，但提高了从传送信号中成功恢复源数据的可能性。

图1示出了传送遵从A53标准的信号的典型的传送系统100的方块图。数据由传送源102生成并被排列成分组。这些分组的尺寸是187个字节，并且可以包含一个或多个码字(codeword)。每个分组包括3字节首标(header)，其中的13比特是标识在该分组中发送的数据的类型的分组ID(PID)。例如，PID具有0x11(十六进制11)值的分组可以将内容标识成含有第一视频流，而包含具有0x14值的PID的分组可以将这种分组的内容标识为第一音频流。数据随机性发生器(randomizer)104使分组随机化，并且将分组提供给里德-索洛蒙(Reed-Solomon)编码器106。里德-索洛蒙编码器106计算20个奇偶校验(parity)字节并将它们级联(concatenate)成随机化数据，以产生具有207个字节的R-S分组。

卷积交织器(convolutional interleaver)108交织R-S分组，以便在时间上进一步使数据随机化。格状(trellis)编码器110编码交织的分组以产生828个3-比特码元的块。A53标准规定使用12个格状编码器，其中每个格状编码器是为在交织的分组中存在的每两个比特产生3比特码元的2/3比率格状编码器。其结果是，格状编码器110包括解多路复用器(demultiplexer)、12个并行2/3比率格状编码器、和多路复用器。将来自卷积交织器108的数据进行解多路复用和分配给12个格状编码器，并且将12个格状编码器生成的码元多路复用成码元流。

同步多路复用器112在每个828码元块的开头处插入4个预定分段同步码元以创建832码元的分段。另外，同步多路复用器112为生成的每312个分段插入包含832个码元的字段同步。具体地，字段同步码元在312个分段之前。

8-VSB调制器114使用包括格状编码器110编码的数据、分段同步码元、和字段同步的多路复用码元，以便利用8-VSB(残留边带)调制来调制载波信号。具体地说，8-VSB调制器114生成一信号，其中该信号的幅度处在8个离散电平之一上，其中每个离散电平对应于特定的3比特码元。此后，使用未示出的电路将该信号从数字信号转换成模拟信号格式并上变频(up-convert)为射频。使用天线116传送该射频信号。通常，将数据随机性发生器104、里德-索洛蒙编码器106、卷积交织器108、和格状编码器110的组合称为8-VSB编码器120。8-VSB编码器120也可以被称为A53编码器或ATSC编码器。