專利名稱：用于在演播室側實施增強型vsb的配置的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及數字視頻廣播，并且更特別地涉及向后兼容的增 強型數字視頻廣播。
背景技術：
本申請要求2002年11月4日提交的美國臨時專利申請第 6 0/42 3， 616號的申請日的權益。針對增強由先進電視標準委員會(ATSC)公布的殘留邊帶(VSB) 調制數字視頻廣播標準的向后兼容已經提出了多種建議。這樣的一個 建議允許傳送穩固的編碼信息，該信息與標準VSB信息一起被多路復 用。圖4是所建議的系統的一個簡化的高級別方框圖。傳送系統400 包括分別接收正常與穩固數據的數據輸入端401a和401b。在控制單 元403的控制之下基于一個場同步信號，接收到的正常與穩固數據被 多路復用器402切換，然后其被一個傳統的VSB數據隨機器404隨機 化。被隨機化的數據流然后被編碼器405進行里德-所羅門(Reed-Solomon)編碼，并且編碼的數據被包格式器406和交織器407處理成 包并進行交織，在其后已交織的數據被編碼器408網格(trellis )編 碼，其也被控制單元403控制。一個奇偶校驗字節發生器409與網格編碼器408結合起來操作以 產生用于交織器407的奇偶校驗數據。來自網格編碼器408的已編碼 數據被多路復用器410根據分別在同步輸入端411a和411b接收到的 場同步和片段同步信號進行切換。信號傳輸模塊412使由此得到的數 據與一個導頻信號結合在一起，對其進行調制和向上轉換，并將其由 天線413通過衛星或陸基傳輸信道傳送出去。系統400需要在傳送側對編碼器進行調整。如果能在演播室側實 施所建議的增強措施，那么傳送側的編碼器能保留已有的VSB編碼器， 而其改動也很小。因此，在現有技術中，需要增強VSB傳送系統以允 許在使用傳送側的已有編碼器的同時多路復用標準和穩固數據。發明內容為了解決現有技術的上述缺陷，本發明的主要目的是提供用于無線 數字視頻廣播或其它傳送系統中的增強措施，其允許使用殘留邊帶調制 來多路復用正常數據與穩固數據，并實施為處于演播室側的增強型殘留 邊帶編碼器和處于發射器處的標準殘留邊帶調制器。增強型的編碼器通 常將多路復用的數據處理成編碼包，并為正常數據提供向后兼容的奇偶 校驗數據，然后對已處理過的數據進行去交織，從每個包去除一個拖尾部分，并且在將作為MPEG兼容包的已處理過的編碼數據向前送至用于 VSB調制與傳送的標準調制器之前，對剩余的數據進行去隨機化。從下面 的附圖、描述和權利要求來看，對于本領域普通技術人員來說其它的才支 術優點是很明顯的。在描述下面的本發明的具體實施方式
之前，對貫穿本專利文獻而使 用的某些詞語或術語進行定義是有益的術語"包括"和"包含"以及 其派生詞的意思是不加限制的包括；術語"或"是包含性的，其意思為 和/或；術語"與之相關聯"和"與此相關聯"及其派生詞的意思可以是 包括、包括于其中、與之相互連接、包含、包含于其中、連接至或與之 連接、耦接到或與之耦接、能與之通信、與之協作、插入、并置、與之 最接近、結合到其上或與之結合、具有、具有特性，等等；術語"控制 器"的意思是能控制至少一個操作的任何設備、系統或系統的一部分， 不管這樣的一個設備用硬件、固件、軟件或同一物件的至少兩個的某種 結合實施。應注意，與任何特定的控制器相關聯的功能可以集中或散布 開，無論是在本地或遠程的。貫穿本專利文獻提供對某些詞語和術語的 定義，本領域的普通技術人員可以理解為如果不是最多，這些定義適 用于在先的很多實例以及將來對這些已定義的詞語和術語的使用。


為了更完整地理解本發明及其優點，將參考結合了附圖的下面描 述，其中相似的附圖標記表示相似的元件，且其中圖1是根據本發明的一個實施例的用于增強型殘留邊帶傳送的系統；圖2詳細描述了根據本發明的一個實施例在增強型殘留邊帶傳送 中使用的后處理器；圖3是一個高級流程圖，其解釋了根據本發明一個實施例，為了 傳輸，使用標準殘留邊帶進行向后兼容的、多路復用正常與穩固數字 視頻數據處理。圖4描述了一個所建議的對允許多路復用正常數據與穩固數據的 殘留邊帶解碼的增強措施。
具體實施方式
在本專利文件中，下面討論的圖1至圖3和用于描述本發明原理的 各種實施例僅僅是用于解釋，而不應將其理解為是對本發明的范圍的限 制。本領域普通技術人員應理解為本發明的原理可以在任意的適合設置 的i殳備中實施。圖1描述了根據本發明的一個實施例的一個用于增強型殘留邊帶傳 送的系統。傳送系統100包括兩個基本部件 一個增強型VSB編碼器101 和一個標準VSB編碼器/調制器102。增強型VSB編碼器101被設置在演 播室側，其包括分別接收正常數據與穩固數據的輸入端103a和103b。 在控制單元105的控制之下基于一個場同步信號，接收到的正常與穩固 數據被多路復用器104切換，然后其被數據隨機器106隨機化。被隨機 化的數據流然后被RS編碼器107進行里德-所羅門(RS )編碼，并且編 碼過的數據被包格式器108和交織器109處理成包和進行交織。在其后 被交織的數據被編碼器110網格編碼，其也被控制單元105控制。奇偶 校驗字節發生器111與網格編碼器110結合起來工作，從而產生了由交 織器109所使用的奇偶校驗信息。傳送系統100包括一個后處理器112，其為如下更詳細描述的其它 處理接收已網格編碼的數據。后處理器112的輸出是運動圖像專家組 (MPEG)兼容包，其經過任意的傳統鏈路113 (如一個演播室至發射器 鏈路(STL))上被以大約19. 3兆位/每秒(Mb/s)傳送至設置在發射器 處的才示準VSB編碼器102。在標準的VSB編碼器102中，已接收的包被數據隨機器114、 RS編 碼器115、交織器116和網格編碼器117順序處理。已網格編碼過的數 據被多路復用器118根據分別在同步輸入端411a和411b接收到的場同 步和片段同步信號進行切換，信號傳輸模塊120使由此得到的多路復用 數據與一個導頻信號結合在一起，對其進行調制和向上轉換到無線電頻率(RF )，然后由天線121通過一個無線通信信道傳送到一個接收器(未 示出)。傳送系統100中的從多路復用器104到網格編碼器110的處理與在 圖4的系統400中的執行的相應處理相同。類似地，由標準的VSB編碼 器/調制器102執行的處理與根據ATSC VSB標準執行的傳統處理相同。 然而，需要對全部的處理過程進行細小的調整。具體為，需要使網格編 碼器110與117、標準VSB編碼器102中的數據隨機器114以及編碼器 101與102中的主交織器109與116同步。此外，需要將參數信號傳輸 數據插入到場同步信號中的保留位，并且需要將該參數位與同步信息經 由某個適宜的鏈路從演播室傳送到發射器。圖2詳細描述了根據本發明的一個實施例的一個用于在增強型殘留 邊帶傳送中使用的后處理器。在演播室側，后處理器112將已網格編碼 的數據轉換成MPEG-2兼容包。后處理器112接收由和增強型VSB編碼器 101—起的網格編碼器110輸出的位X1、 X2。由后處理器112執行的處 理過程類似于前向糾錯(FEC )或標準VSB編碼器的后端部分，對其進行 一些調整。具體為，后處理器112不包括一個網格編碼器或一個里德-所羅門編碼器。然而，后處理器112包括標準VSB編碼器的所有剩余模 塊，包括一個位到字節轉換器和網格去交織器200，該去交織器200用 于將來自網格編碼器110的輸出位X1、 X2轉換成字節，并去交織，還包 括一個在數據流上執行標準的去交織的(主)去交織器201，及一個去隨 機器202。去交織器201的輸出的每個包含有207個字節。因此，后處理器112 中的單元203去除每個包的20個拖尾字節，從而得到187個字節。對于 正常的數據流包，被去除的20個字節對應于里德-所羅門奇偶校驗字 節。對于穩固的數據流包，被去除的20個字節包含實際已編碼的數據。 然而，在發射器側，已編碼的穩固數據流包的20個已去除字節被里德-所羅門編碼器恢復過來。由一個標準去隨機器202對187字節的包進行去隨機化。在傳送之 前，使用與標準VSB后端單元一致的同步，可以插入一個MPEG同步字節 以得到188字節包。圖3是一個高級流程圖，其解釋了根據本發明一個實施例，為了傳 輸，使用標準殘留邊帶進行向后兼容的、多路復用正常與穩固數字視頻數據處理。該處理過程300開始于利用一個設置在演播室的增強型VSB 編碼器對多路復用的正常與穩固數字視頻數據的傳送進行初始化(步驟 301)。多路復用正常的與穩固的數字視頻數據(步驟302 )，可選擇地為 了形成一個MPEG-2兼容包，切換(從可選的緩沖器)每種類型數據的足 夠的數量，以便交替的包中含有正常的數字視頻數據，而插入的包中含 有穩固的數字視頻數據。也可以采用包的其它模式(例如，每三個包中 含有穩固數據，等等)。根據傳統的VSB編碼方式對已切換的數據進行處理(步驟303 )，包 括對數據進行隨機化、里德-所羅門編碼、交織與包格式化、網格交織 及網格編碼。為了向后兼容，產生了奇偶校驗數據，并將其插入到含有 正常的數字視頻數據的包中(步驟304 )。為了準備傳送然后使用一個標 準的VSB調制器對含有已編碼的數字視頻數據的包進行處理(步驟 305 )。這樣的處理包括位到字節轉換與網格去交織；"主"去交織；充 分地去除每個包的拖尾部分以形成一個MPEG兼容包(即在典型的實施例 中是去除20個字節，再插入一個同步字節之后以形成一個188字節的 包)。如上所述，在含有正常數據的包中被去除的字節是奇偶校驗，而在 含有穩固數據的包被去除的字節是已編碼的數字視頻信息(在發射器側 被里德-所羅門編碼器恢復過來)。此外，將參數信號傳輸位插入到場同 步的保留位中，而將MPEG同步字節插入到包中。然后已被處理的包被轉發到一個設置在發射器側的標準VSB調制器 (步驟306 )，并被根據標準VSB調制進行處理(步驟307 )，包括隨機化、 里德-所羅門編碼(其恢復從每個包去除的穩固數據)、交織與網格編 碼，然后插入導頻信號(pilot )、 VSB調制和RF向上轉換。只要還有要 被傳送的數字視頻數據，步驟302-307的處理就持續進行，然后當已經 傳送完所有的正常數據與穩固數據時，處理過程將變為空閑狀態(步驟 308 )。本發明允許在演播室執行增強的同時為了向后兼容的并發VSB傳送 而多路復用正常數據與穩固數據(例如，對于一個網絡新聞或一個廣播 節目)，因此一個標準的VSB調制器在發射器處(例如，對于一個網絡分支站)。重要的是應注意到，盡管已經使用全功能系統在上下文中描述了本 發明，然而本領域普通技術人員應當理解為本發明的機理的至少一部分能以機器能使用的介質形式分布，該介質包括多種形式的指令，并且 本發明可以等效地實施，而與實際進行分布信號承載介質的特定類型無關。機器能用的介質的例子包括非易失性的硬編碼型介質，諸如只讀 存儲器(ROM)或可擦除的、電可編程的只讀存儲器(EEPR0M)，可記錄 型介質，諸如軟盤、硬盤驅動器、光盤只讀存儲器(CD-ROM)或數字通 用光盤(DVD)，及傳輸型介質，諸如數字與模擬通信鏈路與幀或包。盡管已經詳細描述了本發明，然而本領域普通技術人員可以理解 為可以對在此公開的本發明進行各種變化、替代、變形、增強、細 微差別、升級、精簡形式、替換、修改、改進和減少而不脫離本發明 最廣泛形式的主旨與范圍。
權利要求
1. 一種用于對正常與穩固數字視頻數據進行多路復用傳送的系統100，其包括一個多路復用器104，其在正常數據與穩固數據輸入端103a-103b之間進行切換；一個或多個單元106-110，其將來自于多路復用器104的數據隨機化、格式化、交織和編碼成已編碼的數據包；和一個處理單元112，其對由一個或多個單元106-110產生的已編碼數據包進行去交織，從每個已編碼的數據包中去除一個拖尾部分，并且對每個已編碼數據包的剩余部分進行去隨機化。
2. 如權利要求1所述的系統100，其中多路復用器104、 一個或多 個單元106-110和處理單元112形成了一個增強型殘留邊帶(VSB)編碼 器101的一部分， 一個或多個單元106-110還包括一個數據隨機器106、 一個里德-所羅門編碼器107、 一個交織器與包格式化器108、 一個主交 織器109和一個網格編碼器110，其中每個器件按順序對來自于多路復 用器104的數據進行處理以產生已編碼的數據包。
3. 如權利要求2所述的系統100，還包括一個奇偶校驗字節發生器111，其與網格編碼器110相結合操作以 產生用于由多路復用器104所選擇的正常數據的奇偶校驗字節。
4. 如權利要求l所述的系統100，其中處理單元112去除與形成運 動圖像專家組(MPEG)兼容包所需的多個字節相等的拖尾部分。
5. 如權利要求4所述的系統100，其中被去除的拖尾部分包括用于 包含正常數據的數據包的奇偶校驗字節和用于包含穩固數據的數據包的 已編碼數據。
6. 如權利要求1所述的系統100，其中處理單元112還包括 一個位到字節轉換器與網格去交織器200和一個主去交織器201，它們按順序對從一個或多個單元106-110接收到的數據包進4亍處理；和 一個去隨機器202，其在去除了拖尾部分之后對數據包進行處理。
7. 如權利要求2所述的系統100，其中處理單元112將由增強型殘 留邊帶編碼器101產生的包轉發至一個標準的殘留邊帶調制器102。
8. 如權利要求7所述的系統100，其中標準殘留邊帶調制器102還 包括一個數據隨機器114、 一個里德-所羅門編碼器115、 一個交織器 116和一個網格編碼器117，它們按順序對從增強型殘留邊帶編碼器101 接收到的數據包進行處理；一個多路復用器104，其根據同步信號119a-119b切換由標準殘留 邊帶調制器102產生的數據包；及一個天線121，其發送對應于被切換的數據包和同步信號的信號。
9. 一個包括如權利要求8所述的系統100的無線傳送系統，該無線 發射器還包括一個數據鏈路113，其耦接增強型殘留邊帶編碼器101和標準殘留 邊帶調制器102，其中天線121經過一個無線通信信道將信號發送至一個接收器。
10. 如權利要求9所述的無線傳送系統，其中增強型殘留邊帶編碼 器101設置在演播室中，而標準殘留邊帶調制器102設置在發射器中。
11. 一種對正常與穩固數字視頻數據進行多路復用傳送的方法300， 其包括在正常數據與穩固數據輸入端103a-103b之間進行切換； 將來自于正常數據與穩固數據輸入端103a-103b的數據隨機化、格式4匕、交織和編碼成已編碼的數據包；和通過對已編碼的數據包進行去交織、從每個已編碼的數據包中去除一個拖尾部分、并且對每個已編碼數據包的剩余部分進行去隨機化，而對已編碼的數據包進行處理。
12. 如權利要求ll所述的方法300，其中切換、隨機化、處理步驟 是在一個增強型殘留邊帶(VSB)編碼器101的一部分中執行的，該編碼 器包括一個數據隨機器106、 一個里德-所羅門編碼器107、 一個交織器 與包格式化器108、 一個主交織器109和一個網格編碼器110，其中每個 器件按順序對來自于正常數據與穩固數據輸入端103a-103b的數據進4亍 處理以產生已編碼的數據包。
13. 如權利要求12所述的方法300，還包括產生用于從正常的數據輸入端103a切換的正常數據的奇偶校驗字節。
14. 如權利要求ll所述的方法300，還包括去除與形成運動圖^f象專 家組(MPEG)兼容包所需的多個字節相等的拖尾部分。
15. 如權利要求14所述的方法300，其中被去除的拖尾部分包括用 于包含正常數據的數據包的奇偶校驗字節和用于包含穩固數據的數據包 的已編碼數據。
16. 如權利要求11所述的方法300，還包括對從一個或多個單元接收到的數據包進行位到字節轉換和去交織；和在去除了拖尾部分之后對數據包去隨機化。
17. 如權利要求12所述的方法300，還包括把增強型殘留邊帶編碼器101所產生的包轉發至一個標準的殘留邊 帶調制器102。
18. 如權利要求17所述的方法300，還包括在標準殘留邊帶調制器102處對從增強型殘留邊帶編碼器101接收 到的數據包進行隨機化、里德-所羅門編碼、交織和網格編碼；根據同步信號切換由標準殘留邊帶調制器102產生的數據包；及 發送對應于被切換的數據包和同步信號的信號。
19. 一種用于對正常與穩固數字視頻數據進行多路復用傳送的系 統，其包括一個具有正常數據與穩固數據輸入端103a-103b的增強型殘留邊帶 (VSB)編碼器lOl，并且該編碼器101包括一個多路復用器104，其在正常數據與穩固數據輸入端103a-103b 之間進行切換；一個數據隨機器106、 一個里德-所羅門編碼器107、 一個交織器與 包格式化器108、 一個主交織器109和一個網格編碼器110，其中每個器 件按順序對來自于多路復用器104的數據進行隨機化、格式化、交織和 編碼，并且產生已編碼的數據包；和一個處理單元112，其對由數據隨機器106、里德-所羅門編碼器 107、交織器與包格式化器108、主交織器109和網格編碼器110產生的 已編碼數據包進行去交織，從每個已編碼的數據包中去除一個拖尾部 分，并且對每個已編碼數據包的剩余部分進行去隨機化；及一個標準的殘留邊帶調制器102，其從增強型殘留邊帶編碼器101 接收數據包，并且包括一個數據隨機器114、 一個里德-所羅門編碼器115、 一個交織器116和網格編碼器117，它們按順序對從增強型殘留邊帶編碼器101接收 到的數據包進行處理；一個多路復用器118，其根據同步信號119a-119b切換由數據隨機 器114、里德-所羅門編碼器115、交織器116和網格編碼器117產生的 數據包；及一個天線121，其發送對應于被切換的數據包和同步信號的信號。 20.如權利要求19所述的系統，其中增強型殘留邊帶編碼器101 設置在演播室中，而標準殘留邊帶調制器102設置在發射器中。
全文摘要
本發明涉及一種增強措施，其允許利用殘留邊帶調制對在無線數字視頻傳送中的正常數據與穩固數據進行多路復用，并被實施為演播室側的一個增強型殘留邊帶編碼器和一個發射器側的標準殘留邊帶調制器。該增強型編碼器通常將被多路復用的數據和為正常數據提供的向后兼容的奇偶校驗數據處理成已編碼的數據包，然后對已處理的數據進行去交織，從每個包去除一個拖尾部分，并且在將已處理的編碼數據作為MPEG兼容包的轉發至用于VSB調制與傳送的標準調制器之前，對剩余部分進行去隨機化。
文檔編號H04N7/66GK101238734SQ200380102637
公開日2008年8月6日 申請日期2003年10月27日 優先權日2002年11月4日
發明者D·比爾魯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司