CN100490510C - 数字电视发射机及其在其中处理数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字电视DTV发射机/接收机和一种DTV发射机/接收机中处理数据的方法。在该DTV发射机中，预处理器通过对增强数据编码以用于前向纠错(FEC)和扩展该FEC编码的增强数据来对增强数据预处理。数据格式化器产生包括预处理的增强数据的增强数据分组，并且把已知数据插入到至少一个增强数据分组中。第一多路复用器多路复用增强数据分组与包括主数据的主数据分组。RS编码器对多路复用的主和增加数据分组进行RS编码，该RS编码器把系统奇偶校验数据添加到每一个主数据分组并把RS奇偶校验位置标志符添加到每一个增强数据分组。其中，RS编码器可以把非系统RS奇偶校验数据或者空数据插入到包括在每一增强数据分组中的RS奇偶校验位置标志符。

Description

数字电视发射机及其在其中处理数据的方法

本发明要求于2005年11月26日提交的韩国专利申请10-2005-0113907的利益，在这里将其引入作为参考就像完全在这里提出的一样。

技术领域

本发明涉及数字通信系统，尤其是涉及用于数字电视(DTV)发射机和接收机的系统，以及在DTV发射机和接收机中编码主数据和增强数据的方法。尽管本发明适用于很宽的应用范围，它尤其适用于通过VSB(残留边带)发送和接收数字广播。

背景技术

通常，韩国和北美所采用的作为数字广播标准的8T-VSB传输系统，是开发来用于MPEG视频/音频数据传输的数字广播系统。

由于数字信号处理技术随着因特网的全球使用而迅速地发展，结合数字家电、计算机、因特网到一起的趋势增加。因此，为了满足用户的各种要求，需要大量的工作来开发能够把各种辅助数据与视频/音频数据一起发送的系统。

辅助数据广播用户期望通过使用PC卡或具有连接到其上的简单类型的室内天线的便携式装置来使用辅助数据广播。

然而，由于墙的屏蔽效果和室内空间内的附近移动物体的影响，信号强度显著地减小，并且由于产生于反射波的重影(ghost)和噪声，广播接收性能降低。与通常的视频/音频数据的情况不同，辅助数据传输的情况应该有较低的错误率。在视频/音频数据的情况下，未能被人的眼睛/耳朵检测到的错误无关紧要。然而，在辅助数据(例如，程序执行文件，股票信息，等等)的情况下，1个比特的错误可以引起很严重的问题。因此，对于发展能够持久抵抗产生于信道的重影和噪声的系统的要求增长。

辅助数据传输通常通过同一MPEG视频/音频信道经时分来实现。从数据广播的开始时起，仅能接收MPEG视频/音频的ATSC VSB数字广播接收机已经在遍及全世界市场。因此，在与MPEG视频/音频相同的信道上传输的辅助数据应避免对先前提供给市场的传统的ATSCVSB专用接收机产生任何影响。这种情况被定义为ATSC VSB兼容性。辅助数据广播系统应与ATSC VSB系统兼容。此外，辅助数据可以叫做增强数据或E-VSB数据。

然而，在差的信道环境中，传统的ATSC VSB接收系统的接收性能可能降低。特别地，便携式或移动接收机需要更高的强壮度来对付信道变化和噪声。

发明内容

因此，本发明针对一种数字电视(DTV)发射机以及在DTV发射机中编码主数据和增强数据的一种方法，其可以充分排除由于相关技术的限制和缺点所引起的一个或多个问题。

本发明的一个目标是提供一种数字电视(DTV)发射机以及在DTV发射机中编码主数据和增强数据的一种方法，通过其可以提供一种适合于辅助数据传输和对噪声强壮的新的数字广播系统。

本发明的另一个目标是提供一种数字电视(DTV)发射机以及在DTV发射机中编码主数据和增强数据的一种方法，通过它可以通过以在数据部分的规定区域内插入已知数据的方式发送发送/接收端已知的已知数据，来提高接收性能。

本发明的另一个目标是提供一种数字电视(DTV)发射机以及在DTV发射机中编码主数据和增强数据的一种方法，通过它有效地便利了以对包括已知数据的增强数据执行非系统的RS编码的方式的已知数据插入。

本发明的附加优点、目标和特征将在随后的说明书中部分地阐述，并且对那些本领域内的普通技术人员通过以下检验将部分地变得清楚，并能够从本发明的实践中学到。本发明的目标和其他利益可以通过在与此所写的说明书和权力要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。

如这里具体实施的和广泛描述的，为了实现这些目标和其它利益并根据本发明的目的，用于编码主数据和增强数据以用于传输的数字电视(DTV)发射机包括：预处理器，用于通过编码增强数据以用前向纠错(FEC)和扩展该FEC编码的增强数据来预处理增强数据；数据格式化器，用于产生包括预处理的增强数据的增强数据分组，以及用于将已知数据插入到至少一个增强数据分组；第一多路复用器，用于将增强数据分组与包括主数据的主数据分组多路复用；RS编码器，用于RS编码多路复用的主数据分组和增强数据分组，该RS编码器增加相应的奇偶校验数据到主数据分组和增强数据分组；数据交织器，用于交织RS编码的主数据分组和增强数据分组；字节-码元转换器，用于把交织的数据分组转换成码元；网格编码器，用于对转换的码元进行网格编码，当从字节-码元转换器输出的码元是表示已知数据序列的开始的码元时，初始化该网格编码器。这里，RS编码器可以将非系统RS奇偶校验数据插入到包含在每一个增强数据分组中的RS奇偶校验位置标志符。RS编码器也可以将空数据插入到包含在每一个增强数据分组中的RS奇偶校验位置标志符。

这里，DTV发射机还可以包括：初始化控制器，用于产生需要的初始化数据码元来初始化网格编码器中所包含的一个或多个存储器；以及第二多路复用器，用于当从字节-码元转换器输出的码元是代表已知数据序列开始的码元时，输出初始化数据序列到网格编码器。另外，DTV发射机还可以包括后向兼容处理器，用于基于RS编码器的输出和初始化数据码元产生新的奇偶校验码元，并且提供新的奇偶校验码元给第二多路复用器。这里，当从字节-码元转换器输出的码元是代表RS奇偶校验位置标志符的码元时，第二多路复用器可以输出新的奇偶校验码元给网格编码器。初始化控制器可以基于存储器的先前的值产生初始化数据码元，使得存储器的当前值被设置为0。

本发明还提供一种用于在DTV发射机中处理主数据和增强数据以用于传输的方法，该方法包括：通过对增强数据编码以用于前向纠错(FEC)和扩展FEC编码的增强数据来预处理增强数据；产生包括该预处理的增强数据的增强数据分组，并把已知数据插到至少一个该增强数据分组中；将增强数据分组与包括主数据的主数据分组多路复用；通过把相应的奇偶校验数据添加到主数据分组和增强数据分组中，来RS编码多路复用的主数据分组和增强数据分组；交织RS编码后的主数据分组和增强数据分组；把交织的数据分组转换成码元；在网格编码器中对转换的码元进行网格编码；当转换的码元是表示已知数据序列的开始的码元时，初始化该网格编码器。

可以理解前述的一般描述和本发明随后的详细描述是示例性的和说明性的，旨在提供本发明所要求的进一步解释。

附图说明

所包含的附图，提供本发明的进一步理解，并结合于此并成为本发明的一部分，其举例说明了本发明的实施例并用于与说明书一起解释本发明原理。在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的数字广播发射系统的框图；

图2是在图1中所示的数字广播发射系统的网格编码单元的框图；

图3是在图2中所示的数据交织器的图；

图4是用于解释在VSB帧上数据交织器的输出序列的图；

图5是根据本发明的已知数据插入在数据交织器之前和之后的数据配置的图；

图6是通过段单元的数据配置的图；以及

图7是根据本发明的一个实施例的数字广播接收系统的框图。

具体实施方式

现在将详细参照优选的实施例，在附图中图解了其例子。只要可能，相同的附图标记贯穿附图使用来表示相同或类似的部分。

在本发明中，增强数据可以相应于具有诸如程序执行文件、股票信息等等信息的数据，或者可以相应于视频/音频数据。已知数据是先前由发送和接收端之间协议已知的数据。此外，主数据是可通过常规接收系统接收的数据，并包括视频/音频数据。

本发明以多路复用增强数据与由发送/接收端已知的已知数据和发送该多路复用数据的方式，增强了接收机的接收性能。

特别地，通过对包括已知数据的增强数据执行非系统RS编码，本发明允许插入重复的长的已知数据序列，并提高了插入位置的自由度。

图1是根据本发明的一个实施例的数字广播发射系统的框图。

参照图1，根据本发明的一个实施例的数字广播发射系统包括：E-VSB预处理器101，E-VSB分组格式化器102，分组多路复用器103，数据随机化器104，调度器105，E-VSB后处理器110，RS(里德-索罗门)编码器及非系统RS奇偶校验标志符插入器121，数据交织器122，网格编码单元123，后向兼容处理器130，帧多路复用器140以及发射机150。

在以上配置的发射系统中，主数据通过传输分组单元输出到分组多路复用器103，而增强数据输出到E-VSB预处理器101。

E-VSB预处理器101对增强数据执行诸如附加纠错编码、交织、空数据插入等等的预处理，然后输出预处理的数据到E-VSB分组格式化器102.

E-VSB分组格式化器102在调度器105的控制下，通过将预处理的增强数据和先前定义的已知数据或已知数据位置标志符多路复用到一起来配置组。E-VSB分组格式化器102将组内的数据分为184字节增强数据分组，附加4字节的MPEG头到每一分组的前面，并输出188字节的增强数据分组(例如，MPEG兼容分组)。特别地，一个增强数据分组组包括多个连续的增强数据分组。已知数据的插入位置将在后面详细描述。

E-VSB分组格式化器102的输出被输入到分组多路复用器103。分组多路复用器103在调度器105的控制下，通过传输流(TS)分组单元对该188字节的主数据分组和188字节的增强数据分组执行时分多路复用。

特别地，调度器105产生控制信号，允许分组多路复用器103把主数据分组和增强数据分组多路复用到一起，然后输出控制信号到分组多路复用器103。如果这样，已接收到控制信号的分组多路复用器103把主数据分组和增强数据分组多路复用到用于输出的TS分组单元。

分组多路复用器103的输出被输入到数据随机化器104。数据随机化器104从输入的分组中移除MPEG同步字节，使用内部产生的伪随机字节随机化剩下的187字节，然后输出随机化的分组到E-VSB后处理器110。

E-VSB后处理器110包括RS编码器及非系统奇偶校验位置标志符插入器111，数据交织器112，E-VSB卷积编码器113，数据去交织器114以及RS字节移除器115。

E-VSB后处理器110的RS编码器及非系统奇偶校验位置标志符插入器111对随机化后的数据执行系统RS编码和非系统奇偶校验位置标志符插入。

特别地，如果从数据随机化器104输出的187字节分组是主数据分组，RS编码器和非系统奇偶校验位置标志符插入器111象常规的ATSC VSB系统一样，通过执行系统RS编码附加20字节奇偶校验字节到187字节的数据后面，然后输出附加后的数据到数据交织器112。

其间，如果从数据随机化器104输出的187字节分组是增强数据分组，RS编码器和非系统奇偶校验位置标志符插入器111在分组内确定20奇偶校验字节的位置，在确定的奇偶校验字节的位置插入空字节，顺序地在剩下的187字节的位置中插入增强数据分组的字节并然后把它们输出到数据交织器112。

数据交织器112对RS编码器和非系统奇偶校验位置标志符插入器111的输出执行数据交织，然后将其输出到E-VSB卷积编码器113。数据交织器112的数据交织操作将在后面进行详细解释。

E-VSB卷积编码器113对数据交织器112的输出执行卷积编码并将其输出到数据去交织器114。

数据去交织器114通过数据交织器112的逆过程对输入数据执行数据解交织，然后输出解交织的数据到RS字节移除器115。

RS字节移除器115移除由RS编码器和非系统奇偶校验位置标志符插入器111附加的20字节奇偶校验。在这种情况下，如果输入的数据是主数据分组，RS字节移除器从207字节中移除最后的20字节。如果输入的数据是增强数据分组，RS字节移除器115从207字节中移除20字节RS奇偶校验位置标志符。由于在增强数据的情况下，原始数据被E-VSB卷积编码器113修改，将重新计算奇偶校验。

E-VSB卷积编码器113将输入的字节转化为码元，仅对增强数据码元执行卷积编码，将编码后的结果转化为字节，然后输出转化的字节。特别地，如果数据交织器112的输出是主数据、由E-VSB分组格式化器102附加的MPEG头字节、或由RS编码器和非系统RS奇偶校验位置标志符插入器111附加到增强数据分组的RS奇偶校验字节或奇偶位置标志符字节，则E-VSB卷积编码器113不作修改而输出数据。

其间，已知数据可以由E-VSB分组格式化器102插入到增强数据分组中。可替换的，E-VSB分组格式化器102插入已知数据的位置标志符，并且E-VSB卷积编码器113在相应的位置上插入已知数据而不是位置标志符。并且，象主数据一样，E-VSB卷积编码器113输出已知数据码元，而不附加编码。

RS字节移除器115的输出被输入到RS编码器和非系统RS奇偶校验位置标志符插入器121。

类似于前面的RS编码器和非系统RS奇偶校验位置标志符插入器111，如果从RS字节移除器115输出的187字节分组是主数据分组，RS编码器和非系统RS奇偶校验位置标志符插入器111以与常规的ATSC VSB系统相同的方式，通过执行系统RS编码附加20字节奇偶校验字节到187字节的数据后面。在增强数据分组的情况下，确定20奇偶校验字节的位置并且能够在确定的奇偶校验字节位置上插入通过执行非系统RS编码获得的RS奇偶校验或将空字节插入于其中而不是RS奇偶校验。并且，在增强数据分组中的字节被顺序地插入到207字节位置中剩下的187字节中。空字节可以被设置为任意值并可以被后向兼容处理器130的非系统RS编码器133所计算的奇偶校验值代替。因此，空字节扮演了占据非系统RS编码的奇偶校验字节的位置的角色。

在增强数据分组的情况下，RS编码器和非系统RS奇偶校验位置标志符插入器121的输出被输出到数据交织器122，也被输入到后向兼容处理器130，以重新计算奇偶校验。

此外，数据交织器122根据与前面的数据交织器112相同的交织规则对输入数据执行交织。

图3是在图2中所示的数据交织器(122或112)的图，其中示范性地显示了卷积交织器。在这种情况下，分支的数量是52，单位存储器字节的数量(M)是4(M＝4)。

参照图3，在数据交织器中，如果输入了第一字节，它通过第一分支直接输出。第二字节通过第二分支输入，通过该分支输出第52*4字节前的值。

图4是用于解释对于VSB帧数据交织器的输入和输出序列的图。

参照图4，数据输入被通过段单元从顶到底顺序地输入。并且，在一个段内的字节被从左到右顺序地输入。图中的数字指示了数据交织器的输出序列。在这种情况下，数据交织器通过52段单元操作。

数据交织器122的输出被输入到网格编码单元123。并且，网格编码单元123将2比特输入编码为3比特输出。

网格编码单元123的输出被输入到帧多路复用器140。

帧多路复用器140在网格编码单元123的输出中插入字段同步和段同步，并输出相应的信号到发射机150。

发射机150包括导频插入器151，VSB调制器152以及射频转换器153。并且，发射机150起着与常规VSB发射机相同的作用。

为使网格编码单元123的输出数据变为由发送/接收端定义的已知数据，需要为在增强数据分组中插入的该已知数据初始化在网格编码单元123内的存储器。

为了初始化，网格编码器的输入需要修改。并且，受相应修改数据影响的RS奇偶校验被重新计算来取代初始的奇偶校验数据。该过程由后向兼容处理器130执行。

图2是可以被初始化的网格编码单元123的详细图。

参照图2，根据本发明的一个实施例的网格编码单元包括字节到码元转换器201，选择网格编码器输入的多路复用器202，网格编码器203以及初始化网格编码器的初始化控制器204。

网格编码器单元的字节到码元转换器201通过字节单元接收数据交织的数据，转换该接收的数据为码元单元，执行12路交织，然后输出交织的数据到多路复用器202。

通常，多路复用器202选择字节到码元转换器201的输出，然后直接输出到网格编码器203。然而，如果交织的数据是已知数据并且如果该已知数据相应于顺序输入的已知数据序列的开始部分，则网格编码器203的初始化是必要的。网格编码器203包括存储器设备，并且当前输出受当前和前面的输入的影响。因此，为了在网格编码后输出已知数据码型(pattern)，需要用于将网格编码器203中的存储器设备初始化为预设值的过程。

在需要初始化网格编码器203的存储器设备的情况下，一部分已知数据被初始化数据代替以输出到网格编码器203。如果这样，网格编码器203内的存储器设备被通过初始化数据初始化为预设的值。初始化后网格编码器203的输出可以变为编码成发送/接收端承诺的码型的已知数据。

将网格编码器203初始化的初始化控制器204接收到网格编码器203内的存储器设备的值，产生要输入到网格编码器203的初始化数据，然后输出产生的数据到多路复用器202和后向兼容处理器130。

特别地，网格编码器203使用一个存储器设备将用于配置一个码元的两个比特中的高位比特编码为1比特，然后输出该1比特。并且，网格编码器203使用两个存储器设备将这两个比特中的低位比特编码为2比特，然后输出该2比特。在这种情况下，如果输入数据是已知数据并且如果该已知数据相应于顺序输入的已知数据序列的起始部分，该存储器设备需要被初始化以在网格编码后输出特定的已知数据。

因此，如果需要初始化网格编码器203内的存储器设备，初始化控制器204根据存储器设备的当前的状态和特定初始化状态产生初始化数据，然后输出产生的初始化数据到多路复用器202。

初始化数据由4比特组成，也就是，两个码元。在这种情况下，网格编码器203包括12个编码器。并且从多路复用器202输出的12个字节分别地被顺序地输入到12个编码器。在这种情况下，初始的4比特，也就是，每个字节的两个码元，可以变为初始化数据。特别地，初始化控制器204在已知数据序列开始的两个码元段上产生用于初始化网格编码器203的存储器设备的初始化数据，然后输出产生的初始化数据到多路复用器202和后向兼容处理器130。

后向兼容处理器130接收RS编码器和非系统奇偶校验位置标志符插入器121的输出以及网格编码单元123的初始化控制器204的输出，产生非系统20-字节奇偶校验并然后输出产生的奇偶到网格编码单元123的多路复用器202。

特别地，由于用于网格编码单元123的存储器设备的初始化通过新的数据获得，而不是通过由数据交织器122交织的数据获得的，RS奇偶校验被重新产生来取代最初的奇偶校验数据。并且，这通过后向兼容处理器130来执行。

后向兼容处理器130包括分组缓冲器131，码元到字节转换器132，非系统RS编码器133和字节到码元转换器134。

RS编码器和非系统RS奇偶校验位置标志符插入器121的输出被输出到数据交织器122和后向兼容处理器130的分组缓冲器131。并且，网格编码单元123的初始化控制器204的初始化数据输入到网格编码单元123的多路复用器202和后向兼容处理器130的码元到字节转换器132。

在这种情况下，由于RS编码器和非系统RS奇偶校验位置标志符插入器121的输入和输出遵循字节单元，码元到字节转换器132把初始化数据的码元单元转换成字节单元，并接着输出转换后的数据到分组缓冲器131。

分组缓冲器131接收RS编码器和非系统RS奇偶校验位置标志符插入器121的字节输出，以及码元到字节转换器132的字节输出，临时存储收到的输出并且把存储的输出输出到非系统RS编码器133。

非系统RS编码器133接收分组缓冲器131的字节输出，产生20字节的奇偶校验，并接着把产生的奇偶校验通过字节到码元转换器134输出到网格编码单元123的多路复用器202，以用于单元转换到码元单元。

如果输入的经过交织并且转换成码元的数据，相应于已知数据序列的开始部分，那么多路复用器202选择输出初始控制器204的初始化码元而代替输入的码元。如果输入的数据是奇偶校验位置标志符，那么多路复用器202选择后向兼容处理器130的码元到字节转换器134的输出码元而不是输入的码元。在其他情况下，多路复用器202从字节到码元转换器201中选择输入的数据，其被交织并且转换成码元，并且接着把所选择的数据输出到网格编码器203。

特别的，在已知数据序列的最先的两个位置的码元由要输入到网格编码器203的初始化码元代替。在每一个分组内奇偶校验位置的码元由后向兼容处理器130重新计算的要输入到网格编码器203的奇偶校验码元来代替。在这种情况下，即，RS编码器和非系统奇偶校验位置标志符插入器121插入用于数据分组的空字节而不是插入非系统RS奇偶校验，增强数据分组的非系统RS奇偶校验由后向兼容处理器130计算，而不管网格编码器的初始化，并且接着被输入到网格编码器203。

网格编码器203对从多路复用器202输出的数据执行网格编码，并且接着把经过编码的数据输出到帧多路复用器140。并且，网格编码器203输出网格编码器内的存储设备的状态给初始化控制器204。

已知数据插入和非系统RS奇偶校验位置

根据本发明的已知数据的插入和非系统RS奇偶校验位置设置在下面进行详细的描述。

首先，如果输入的187-字节分组是主数据分组，那么RS编码器和非系统奇偶校验位置标志符插入器通过执行如同ATSC VSB系统的系统RS编码来产生20-字节奇偶校验，并且接着还把产生的20-字节奇偶校验附到该187-字节之后。

在增强数据分组的情况下，要输出的207字节中的187字节相应于输入的数据，并且20个字节成为奇偶校验字节。这与系统RS编码的情况相同。然而，对于每一增强数字分组，20-字节的奇偶校验的位置在207个字节中可以不同，并且通过非系统RS编码来得到奇偶校验值。

一旦确定了奇偶校验的位置，那么数据被置于不存在奇偶校验的187个字节上。

由非系统RS奇偶校验位置标志符插入器插入的非系统奇偶校验可以变成实际的奇偶校验或者只是对应于无意义的用来保持奇偶校验位置的字节。在非系统RS奇偶作为无意义字节插入的情况下，后向兼容处理器计算用于替代的奇偶值。

RS奇偶由后向兼容处理器重新计算以用于包括网格初始化数据的增强数据分组。

对于包括要由网格初始化数据替换的已知数据的增强数据分组，由于由初始化数据的替代在网格编码单元123中执行，因此其需要重新计算用于增强数据分组的RS奇偶校验数据，其中该网格编码单元123在RS编码器或非系统奇偶校验位置标志符插入器121之后。

如果在网格编码器的输入端，在一个分组内存在的奇偶校验的位置在将要由初始化而被替代的数据之后，那么能够由RS编码通过使用代替的数据计算新的奇偶校验。在这种情况下，如果对包括初始化数据的增强数据分组执行系统RS编码，那么由于RS奇偶校验位置已经确定，不能够在奇偶校验区插入已知数据。并且，在该奇偶校验分组前进来的数据的位置是非常受限制的。因此，可用于网格初始化的区域也会相应的受到限制。

然而，如果对包括初始化数据的增强数据分组执行非系统RS编码，那么奇偶校验位置是可移动的并且已知数据可以插入在系统RS编码的奇偶校验区中。并且，相比较使用系统RS编码器的情况而言，用于网格初始化数据位置的限制几乎可以排除，这是有利的。

如果一个分组输入到如图3所示的数据交织器，那么它被交织并且通过字节单元输出。该交织对数据序列重新排序。

图4是用于解释在VSB帧上数据交织器的输入/输出序列的图表。

参考图4，分组内的数据通过字节单元输入到数据交织器。在这种情况下，根据段序列由上到下输入数据。并且，在段内，从最左边第一个字节到最右边第207个字节顺序输入数据。

这样，如果输入了数据并且在图4中第n个字段开始，那么在字节#1，字节#210等的序列中执行数据交织器输入。在字节#1，字节#2，字节#3等的序列中执行数据交织器输出。因此，输入字节的序列和输出字节的序列通过交织而相互不同。

特别的，由于数据交织器具有52的分支(B)的卷积交织器的配置，如图4所示，序列在输出一个段的过程中以52-字节的周期的循环。因此，字节#210，字节#262等在字节#1，字节#53，字节#105和字节#157已经输出之后输出。

因此，如果即将执行系统RS编码，那么奇偶校验将存在于每一个段的最后20个字节。并且，奇偶校验可以根据用于网格初始化的初始化字节之前的交织的输出序列而输出，以用于已知数据的产生。

如果这样，应该在指示数据应该如何替代用于初始化的信息之前执行RS编码。但是，这是不可能的。因此，在RS解码中会产生误差。

在用于数据交织器输出的一个段单元的方面，每一个段可以以这种方式配置，即，用于初始化的代替数据位于所有的系统RS奇偶检验字节之前输出的数据的位置。然而，初始化字节的位置被限于有限的区域，并且因此这也限制了可以插入已知数据的区域。

然而，如在前面描述中所提到的，在一个段内RS奇偶校验的位置方面，和在数据交织器的输出方面，仅在如果奇偶校验通过使RS奇偶校验在初始化字节之后输出并且通过执行非系统RS编码来计算的情况下，可以消除对已知数据插入位置的限制，这种限制仅出现在使用系统RS编码的情况下。并且，也可以维持与常规的不支持E-VSB的VSB接收机的兼容。

图5是根据本发明的已知数据插入在数据交织器之前和之后的数据配置的表。

在图5A中，示出了数据交织器的输入端的数据配置。并且，在图5B中示出了相应于图5A中输入端配置的数据交织器输出端的配置。

首先，接收机按数据交织器输出端的顺序接收数据。为了接收连续的已知数据，应当类似于图4中的编号序列，将已知数据连续地插入。

为了把从接收机接收的一段变成类似图5B中所示的例子的已知数据，一个段分成52字节单元，并且类似于图5A中所示的例子，已知的数据可以由52-字节单元插入相同的字节位置。在这种情况下，初始化字节需要放置在已知数据序列的开始部分。因此，一旦确定了段中已知数据的位置，那么将在数据交织器输出端方面普通数据结束并且已知数据开始的位置确定为初始化字节的位置。

一旦确定了已知数据和初始化字节的位置，就能确定非系统RS奇偶校验字节的位置。在这种情况下，在数据交织器输出的方面，奇偶校验字节被放置为在初始化字节之后输出。特别的，在一个段的方面，由于图4中具有小编号的序列首先从数据交织器中输出，RS奇偶校验放置在初始化字节的该编号序列后的编号上。

图6示出了这样的例子，即已知数据、初始化字节和非线性RS奇偶校验字节放置在一个段中。

参考图6，一个段由207个字节组成。第一个三字节是固定的作为MPEG的报头字节，并且剩下的204个字节配置有数据。在204个字节中的20个字节是RS奇偶校验字节，并且剩余的184个字节由纯粹的数据字节和已知数据字节组成。已知数据字节可以分成用于初始化的字节和纯粹的已知数据字节。在图6中，在数据交织器输出的方面，以52-字节单元划分一个段以连续输出已知数据，并且已知数据放在每个52-字节组的相同的位置。如果确定了已知数据的位置，并且如果初始化字节存在于段中的特定位置上，那么在数据交织器输出的方面，非系统RS奇偶校验放在初始化字节之后。

对于插入已知数据的例子，在如图5B所示的数据交织器输出配置的方面，如果已知数据插在第一段中MPEG报头之后以到达该段的末端，那么在第二段中的MPEG报头字节可以使用连续的已知数据，因为在发射机和接收机之间，用于增强数据分组的MPEG报头字节具有预定的值。

这样，根据本发明，增强数据分组可以配置成包括携带信息的增强数据和插入的用于接收性能增强的已知数据。

这种情况下，在一个段单元的方面，已知数据不能够定位在3字节的MPEG报头的位置，在已知数据的开始部分需要初始化字节，并且在数据交织器的输出处，RS奇偶校验字节放置在初始化字节之后。因此，考虑到能够使E-VSB分组格式化器102能够确定相应的已知数据位置。

一旦确定了已知数据的位置，相应的，初始化的位置也可以确定。并且，增强数据分组被配置成把RS奇偶校验放置在初始化字节位置之后。

例如，如果以52-字节单元将一个段分成四个组(最后一组包括51个字节)，该已知数据可以放置在每一个组的任意位置，除了每个组的最后5个字节。

图7是根据本发明的一个实施例的数字广播接收系统的框图。特别的，数字广播接收系统从图1所示的数字广播发射系统发射的数据，并且接着通过解调和均衡把收到的数据恢复成原始数据。

参考图7，根据本发明的数字广播接收系统包括调谐器701，解调器702，已知数据检测器和产生器704，维特比解码器705，数据去交织器706，RS解码器和非系统RS奇偶校验移除器707和去随机化器708。

并且，数字广播接收系统包括主数据分组移除器709，E-VSB分组去格式化器710和E-VSB数据处理器711。

调谐器701调整来向下-转换特定信道的频率并且接着将其输出到解调器702和已知数据检测器和产生器704。

解调器702在调谐信道频率上执行载波恢复和时序恢复，以便把输入信号转换成基带信号并且接着把基带信号输出到均衡器703和已知数据检测器和产生器704。

均衡器703补偿解调信号中所包含的信道上失真并且接着把经过补偿的信号输出到维特比解码器705。

这样，已知数据检测器和产生器704从解调器702的输入/输出数据中，即从解调之前和之后的数据中，检测由发射端插入的已知数据码元序列，并且接着把产生的已知数据的码元序列输出到解调器702和均衡器703。

解调器702能够使用在时序或载波恢复中的已知数据码元序列增强解调性能。同样的，均衡器703能够使用已知数据增强均衡性能。

维特比解码器705通过维特比解码把主数据码元和从均衡器703输出的增强数据码元转换成字节，并且接着把转换的字节输出到去交织器706。

去交织器706执行发送端的数据交织器的逆过程，并且接着把相应的信号输出到RS解码器和非系统RS奇偶校验移除器707。

如果收到的分组是主数据分组，那么RS解码器和非系统RS奇偶校验移除器707执行系统RS解码。如果收到的分组是增强数据分组，那么RS解码器和非系统RS奇偶校验移除器707从分组中移除非系统RS奇偶校验字节并接着将其输出到去随机化器708。

去随机化器708对RS解码器和非系统RS奇偶校验移除器707执行随机化器的逆过程，在每个分组的前面插入MPEG同步字节，并以188-字节分组单元将其输出。

去随机化器708的输出被输出给主MPEG解码器(在附图中未示出)和主数据分组移除器709。

主MPEG解码器仅对对应于主MPEG的分组执行解码。这是因为增强数据分组，其具有空分组PID或者具有主数据流的不同PID，被主MPEG解码器忽略而不是用于解码。

同时，主数据分组移除器709从去随机化器708的输出中移除188-字节主数据分组，并接着将其输出到E-VSB分组去格式化器710。

E-VSB分组去格式化器710移除4-字节MPEG报头和由发送端的E-VSB分组格式化器插入的用于已知数据的位置标志符，并接着将其输出给E-VSB数据处理器711。

E-VSB数据处理器711最后通过对E-VSB分组去格式化器710的输出，执行发送端的E-VSB预处理器101的逆过程来输出增强数据。

从而，本发明提供下面的效果或优点。

首先，本发明在通过信道发送辅助数据中具有较强的抗误差性。并且，本发明和常规的VSB接收机兼容。此外，在具有比现有技术的VSB系统更差的重影和噪音的信道上，本发明能够无差错的接收辅助数据。

第二，本发明发送在数据区域的特定位置中插入的已知数据，因此增强了具有可观的信道变化的接收系统的接收性能。

特别的，本发明可以通过对包括已知数据的增强数据分组执行非系统RS编码来移除奇偶校验位置，从而插入连续的长的已知数据序列并提高了插入位置的自由度。特别的，在系统RS编码的奇偶校验区域中插入已知数据并且扩展可以插入初始化字节的区域是可能。

最后，本发明可以有效地应用在需要足以应付具有相当大的信道变化的噪音的便携式或者移动接收机上。

对于本领域技术人员来说，对本发明所作的各种修改和变化而不脱离本发明的精神和范围是清楚地。因此，本发明的目的是覆盖落在所附的权利要求及其等同物在内的范围内的本发明的修改和变化。

Claims (23)

1.一种用于对主数据和增强数据编码以用于传输的DTV发射机，该DTV发射机包括：

预处理器，用于通过对增强数据编码以用于前向纠错(FEC)和扩展经FEC编码的增强数据，来预处理该增强数据；

数据格式化器，用于产生包括预处理的增强数据的增强数据分组，和用于把已知数据插入到至少一个增强数据分组中；

第一多路复用器，用于把增强数据分组与包括主数据的主数据分组多路复用；

RS编码器，用于对多路复用的主数据分组和增强数据分组进行RS编码，该RS编码器把相应的奇偶校验数据添加到主数据分组和增强数据分组；

数据交织器，用于交织RS编码的主数据分组和增强数据分组；

字节-码元转换器，用于把交织的数据分组转换成码元；和

网格编码器，用于对转换的码元进行网格编码，当从字节-码元转换器输出的码元是表示已知数据序列的开始的码元时，初始化该网格编码器。

2.如权利要求1所述的DTV发射机，其中该网格编码器被初始化，使得当到网格编码器的输入具有已知数据码型时，从网格编码器的输出具有已知数据码型。

3.如权利要求1所述的DTV发射机，进一步包括：

初始化控制器，用于产生对包括在网格编码器中的一个或多个存储器初始化所需的初始化数据码元；和

第二多路复用器，用于当从字节-码元转换器输出的码元是表示已知数据序列开始的码元时，把初始化数据码元输出到网格编码器。

4.如权利要求3所述的DTV发射机，其中当在网格编码器中处理初始化数据码元时，将包括在网格编码器中的存储器初始化。

5.如权利要求3所述的DTV发射机，进一步包括：后向兼容处理器，用于基于RS编码器的输出和初始化数据码元产生新的奇偶校验码元，并把该新的奇偶校验码元提供给第二多路复用器。

6.如权利要求5所述的DTV发射机，其中当从字节-码元转换器输出的码元是表示RS奇偶校验位置标志符的码元时，第二多路复用器把新的奇偶校验码元输出到网格编码器。

7.如权利要求3所述的DTV发射机，其中该初始化控制器根据存储器的先前值产生初始化数据码元使得存储器的当前值设为零。

8.如权利要求1所述的DTV发射机，其中表示已知数据序列开始的码元的总的数量是2。

9.如权利要求1所述的DTV发射机，其中该主数据分组包含音频和视频(AV)MPEG数据。

10.如权利要求1所述的DTV发射机，进一步包括：第二多路复用器，用于将网格编码器的输出与字段和段同步信号多路复用。

11.如权利要求10所述的DTV发射机，进一步包括：

导频插入器，用于把导频信号插入到第二多路复用器的输出信号中；

调制器，用于把具有导频信号的信号转换成中频(IF)信号；和RF转换器，用于把IF信号转换成用于传输的RF信号。

12.如权利要求1所述的DTV发射机，其中该预处理器通过插入多个空比特来扩展FEC编码的增强数据。

13.一种用于在DTV发射机中处理主数据和增强数据以用于传输的方法，该方法包括：

通过对增强数据编码以用于前向纠错(FEC)和扩展FEC编码的增强数据来预处理增强数据；

产生包括该预处理的增强数据的增强数据分组，并把已知数据插到至少一个该增强数据分组中；

将增强数据分组与包括主数据的主数据分组多路复用；

通过把相应的奇偶校验数据添加到主数据分组和增强数据分组中，来RS编码多路复用的主数据分组和增强数据分组；

交织RS编码后的主数据分组和增强数据分组；

把交织的数据分组转换成码元；

在网格编码器中对转换的码元进行网格编码；和

当转换的码元是表示已知数据序列的开始的码元时，初始化该网格编码器。

14.如权利要求13所述的方法，其中，该网格编码器被初始化，使得当到网格编码器的输入具有已知数据码型时，网格编码器的输出具有已知数据码型。

15.如权利要求13所述的方法，进一步包括：

产生对包括在网格编码器中的一个或多个存储器初始化所需的初始化数据码元；和

当转换的码元是表示已知数据序列开始的码元时，把初始化数据码元输出到网格编码器。

16.如权利要求15所述的方法，其中当在网格编码器中处理初始化数据码元时，将包括在网格编码器中的存储器初始化。

17.如权利要求15所述的方法，进一步包括；

基于RS编码的增强数据分组和初始化数据码元产生新的奇偶校验码元；以及

当转换的码元是表示RS奇偶校验位置标志符的码元时，把新的奇偶校验码元输出给网格编码器。

18.如权利要求15所述的方法，其中，基于存储器的先前值来产生初始化数据码元使得将存储器的当前值设置成零。

19.如权利要求13所述的方法，其中，表示已知数据序列开始的码元的总的数量是2。

20.如权利要求13所述的方法，其中，该主数据分组包含音频和视频(AV)MPEG数据。

21.如权利要求13所述的方法，进一步包括，将网格编码器的输出信号与字段和段同步信号多路复用。

22.如权利要求21所述的方法，进一步包括：

把导频信号插入到具有同步信号的网格编码器的输出信号中；

把具有导频信号的信号转换成中频(IF)信号；和

把IF信号转换成用于传输的RF信号。

23.如权利要求20所述的方法，其中，扩展FEC编码的增强数据包括把多个空比特插入到FEC编码的增强数据中。

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