Устройство для передачи и приема сигнала и способ передачи и приема сигнала

Устройство для передачи и приема сигнала и способ передачи и приема сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение имеет отношение к способу для передачи и приема сигнала и к устройству для передачи и приема сигнала, а конкретнее, к способу для передачи и приема сигнала и к устройству для передачи и приема сигнала, которые способны повысить эффективность передачи данных.

Уровень техники

По мере развития технических средств цифрового вещания пользователи получили движущееся изображение высокой четкости (HD-high definition). Благодаря постоянному развитию алгоритмов сжатия и высокой производительности аппаратного обеспечения, в будущем пользователям будут предоставлены улучшенные условия эксплуатации. Система цифрового телевидения (ЦТВ) может принимать сигнал цифрового вещания и предоставлять пользователям различные дополнительные услуги, а не только видеосигнал и аудиосигнал.

Стандарт DVB-C2 (Digital Video Broadcasting - семейство европейских стандартов цифрового телевидения) представляет собой третью спецификацию для приобщения к семейству стандартов DVB передающих систем второго поколения. Разработанный в 1994 году, сегодня стандарт DVB-C применяется более чем в 50 миллионах настроечных устройств для кабельных сетей по всему миру. В соответствии с другими системами второго поколения DVB, DVB-C2 использует комбинацию кодов с низкой плотностью проверок на четность (LDPC-Low-density parity-check) и БЧХ (Боуза-Чоудхури-Хоквингема). Эта мощная Прямая Коррекция Ошибок (ПКО) обеспечивает улучшение до 5 дБ отношения сигнал-шум на частоте несущей по сравнению с DVB-C. Соответствующие схемы побитового перемежения оптимизируют общую устойчивость ПКО-системы. Расширенные за счет заголовка, эти кадры называются Магистралями Физического Уровня (PLP-Physical Layer Pipe). Одна или более из этих PLP уплотняются во фрагмент данных. Двумерное перемежение (во временной и в частотной областях) применяется к каждому фрагменту, позволяя принимающему устройству устранять влияние искажений пакетного сигнала и частотно-избирательных помех, таких как одночастотная ингрессия.

Раскрытие Изобретения

Техническая задача

С развитием технических средств цифрового вещания повышается потребность в таких услугах, как видеосигнал и аудиосигнал, и постепенно увеличивается объем необходимых пользователю данных или количество каналов вещания.

Техническое решение

Соответственно, настоящее изобретение направлено на способ для передачи и приема сигнала и устройство для передачи и приема сигнала, которые в значительной степени устраняют одну или более проблем, вызываемых ограничениями и недостатками предшествующего уровня техники.

Задача настоящего изобретения состоит в предоставлении способа передачи, по меньшей мере, одного сигнального кадра вещания, содержащего данные PLP (Магистрали Физического Уровня) и данные преамбулы, при этом способ содержит этапы, на которых: кодируют данные PLP и данные преамбулы; сопоставляют закодированные данные PLP с символами данных PLP и закодированные данные преамбулы с символами данных преамбулы; выборочно вставляют заголовок перед символами данных PLP; формируют, по меньшей мере, один фрагмент данных, чей тип является одним из множества типов, на основании сопоставленных символов данных PLP и заголовка, причем первый тип фрагмента данных не имеет заголовка, а второй тип фрагмента данных имеет заголовок; формируют сигнальный кадр на основании фрагмента данных и символов данных преамбулы; модулируют сигнальный кадр способом уплотнения с ортогональным частотным разделением (OFDM-Orthogonal Frequency Division Multiplexing); и передают модулированный сигнальный кадр.

Другой аспект настоящего изобретения предоставляет способ приема сигнала вещания, при этом способ содержит этапы, на которых: демодулируют принятый сигнал, используя способ уплотнения с ортогональным частотным разделением (OFDM); получают сигнальный кадр из демодулированных сигналов, причем сигнальный кадр содержит символы преамбулы и фрагменты данных, и при этом фрагмент данных идентичен группе символов данных; осуществляют обратное временное перемежение символов данных на уровне фрагмента данных; и обнаруживают заголовок из подвергнутого временному перемежению фрагмента данных, причем фрагмент данных имеет множество типов, и первый тип фрагмента данных не имеет заголовка, а второй тип фрагмента данных имеет заголовок.

Еще один аспект настоящего изобретения предоставляет передающее устройство для передачи, по меньшей мере, одного сигнального кадра вещания, содержащего данные PLP (Магистрали Физического Уровня) и данные преамбулы, при этом передающее устройство содержит: модуль кодирования, выполненный с возможностью кодирования данных PLP и данных преамбулы; модуль сопоставления, выполненный с возможностью сопоставления закодированных данных PLP с символами данных PLP и закодированных данных преамбулы с символами данных преамбулы; модуль вставления заголовка, выполненный с возможностью выборочного вставления заголовка перед символами данных PLP; формирователь фрагментов данных, выполненный с возможностью формирования, по меньшей мере, одного фрагмента данных, чей тип является одним из множества типов, на основании сопоставленных символов данных PLP и заголовка, причем первый тип фрагмента данных не имеет заголовка, а второй тип фрагмента данных имеет заголовок; формирователь кадров, выполненный с возможностью формирования сигнального кадра, на основании фрагмента данных и символов данных преамбулы; модуль модуляции, выполненный с возможностью модуляции сигнального кадра способом уплотнения с ортогональным частотным разделением (OFDM); и узел передачи, выполненный с возможностью передачи модулированного сигнального кадра.

Еще один аспект настоящего изобретения предоставляет принимающее устройство для приема сигнала вещания, при этом принимающее устройство содержит: модуль демодуляции, выполненный с возможностью демодуляции принятого сигнала, используя способ уплотнения с ортогональным частотным разделением (OFDM); анализатор кадров, выполненный с возможностью получения сигнального кадра из демодулированных сигналов, причем сигнальный кадр содержит символы преамбулы и фрагменты данных, при этом фрагмент данных идентичен группе символов данных, чей тип является одним из множества типов; модуль обратного временного перемежения, выполненный с возможностью осуществления обратного временного перемежения символов данных на уровне фрагмента данных; и узел обнаружения заголовка, выполненный с возможностью обнаружения заголовка из подвергнутого временному перемежению фрагмента данных, причем первый тип фрагмента данных не имеет заголовка, а второй тип фрагмента данных имеет заголовок.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, которые привносятся для обеспечения дополнительного понимания настоящего изобретения, а также вводятся в состав данной заявки и являются ее частью, иллюстрируют вариант(ы) осуществления настоящего изобретения и, совместно с описанием, служат для разъяснения принципов настоящего изобретения. На чертежах:

фиг.1 представляет пример 64-позиционной Квадратурной амплитудной модуляции (КАМ), используемой в Европейском стандарте наземного цифрового телевещания DVB-T.

Фиг.2 представляет способ Отраженного Двоичного Кода Грея (BRGC-Binary Reflected Gray Code).

Фиг.3 представляет близкий к гауссову выход, за счет модификации 64-КАМ, используемой в DVB-T.

Фиг.4 представляет расстояние Хемминга между Отраженной парой в BRGC.

Фиг.5 представляет характерные признаки в КАМ, когда Отраженная пара существует для каждой оси I и оси Q.

Фиг.6 представляет способ модификации КАМ с использованием Отраженной пары BRGC.

Фиг.7 представляет пример модифицированной 64/256/1024/4096-КАМ.

Фиг.8-9 представляют пример модифицированной 64-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC.

Фиг.10-11 представляют пример модифицированной 256-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC.

Фиг.12-13 представляют пример модифицированной 1024-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC (0~511).

Фиг.14-15 представляют пример модифицированной 1024-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC (512~1023).

Фиг.16-17 представляют пример модифицированной 4096-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC (0~511).

Фиг.18-19 представляют пример модифицированной 4096-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC (512~1023).

Фиг.20-21 представляют пример модифицированной 4096-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC (1024~1535).

Фиг.22-23 представляют пример модифицированной 4096-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC (1536~2047).

Фиг.24-25 представляют пример модифицированной 4096-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC (2048~2559).

Фиг.26-27 представляют пример модифицированной 4096-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC (2560~3071).

Фиг.28-29 представляют пример модифицированной 4096-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC (3072~3583).

Фиг.30-31 представляют пример модифицированной 4096-КАМ с использованием Отраженной Пары BRGC (3584~4095).

Фиг.32 представляет пример побитового сопоставления модифицированной КАМ, когда 256-КАМ модифицируется с использованием BRGC.

Фиг.33 представляет пример преобразования МКАМ в Неравномерное созвездие.

Фиг.34 представляет пример цифровой системы передачи.

Фиг.35 представляет пример модуля обработки ввода.

Фиг.36 представляет информацию, которая может вноситься в Основную Полосу Частот (ОПЧ).

Фиг.37 представляет пример BICM.

Фиг.38 представляет пример модуля кодирования с укорачиванием/выкалыванием.

Фиг.39 представляет пример применения различных созвездий.

Фиг.40 представляет другой пример ситуаций, когда учитывается совместимость между традиционными системами.

Фиг.41 представляет структуру кадра, которая содержит преамбулу для сигнализации L1 и символ данных для данных PLP.

Фиг.42 представляет пример формирователя кадров.

Фиг.43 представляет пример вставления (404) пилот-сигнала, показанного на фиг.4.

Фиг.44 представляет структуру SP.

Фиг.45 представляет новую структуру SP или Шаблона Пилот-Сигнала (PP-Pilot Pattern) 5.

Фиг.46 представляет структуру предложенного PP5'.

Фиг.47 представляет взаимосвязь между символом данных и преамбулой.

Фиг.48 представляет другую взаимосвязь между символом данных и преамбулой.

Фиг.49 представляет пример профиля задержки передачи по кабельному каналу.

Фиг.50 представляет структуру рассеянного пилот-сигнала, которая использует z=56 и z=112.

Фиг.51 представляет пример модуля модуляции на основе OFDM.

Фиг.52 представляет пример структуры преамбулы.

Фиг.53 представляет пример декодирования преамбулы.

Фиг.54 представляет технологический процесс для проектирования более оптимизированной преамбулы.

Фиг.55 представляет другой пример структуры преамбулы.

Фиг.56 представляет другой пример декодирования преамбулы.

Фиг.57 представляет пример структуры преамбулы.

Фиг.58 представляет пример декодирования L1.

Фиг.59 представляет пример модуля аналоговой обработки.

Фиг.60 представляет пример цифровой приемной системы.

Фиг.61 представляет пример модуля аналоговой обработки, используемого на принимающем устройстве.

Фиг.62 представляет пример модуля демодуляции.

Фиг.63 представляет пример анализатора кадров.

Фиг.64 представляет пример модуля BICM-демодуляции.

Фиг.65 представляет пример LDPC-декодирования с использованием укорачивания/выкалывания.

Фиг.66 представляет пример модуля обработки вывода.

Фиг.67 представляет пример частоты повторения блоков L1 в 8 МГц.

Фиг.68 представляет пример частоты повторения блоков L1 в 8 МГц.

Фиг.69 представляет новую частоту повторения блоков L1 в 7,61 МГц.

Фиг.70 представляет пример сигнализации L1, которая передается в заголовке кадра.

Фиг.71 представляет результат Структурного моделирования преамбулы и L1.

Фиг.72 представляет пример модуля перемежения символов.

Фиг.73 представляет пример передачи блока L1.

Фиг.74 представляет другой пример сигнализации L1, передаваемой в пределах заголовка кадра.

Фиг.75 представляет пример частотного или временного перемежения/обратного перемежения.

Фиг.76 представляет таблицу, анализирующую накладные расходы сигнализации L1, которая передается в заголовке ПКО-КАДРА при Вставлении Заголовка ModCod (307) на тракте прохождения данных модуля BICM, показанного на фиг.3.

Фиг.77 показывает структуру для заголовка ПКО-КАДРА для минимизации накладных расходов.

Фиг.78 показывает характеристику частоты ошибок по битам (ЧОБ) вышеупомянутой защиты L1.

Фиг.79 показывает примеры кадра передачи и структуры ПКО-кадра.

Фиг.80 показывает пример сигнализации L1.

Фиг.81 показывает пример предварительной сигнализации L1.

Фиг.82 показывает структуру сигнального блока L1.

Фиг.83 показывает временное перемежение L1.

Фиг.84 показывает пример извлечения информации о модуляции и кодовой информации.

НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Теперь будет дана подробная справочная информация в отношении предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. По возможности, повсюду на чертежах используются одинаковые ссылочные позиции для указания одинаковых или подобных частей.

В последующем описании термин "услуга" свидетельствует о том или ином содержимом вещания, которое может передаваться/ приниматься устройством передачи/приема сигнала.

Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ) с использованием Отраженного Двоичного Кода Грея (BRGC) применяется в качестве модуляции в среде вещательной передачи, в которой используется традиционная кодовая модуляция с побитовым перемежением (BICM-Bit Interleaved Coded Modulation). Фиг.1 показывает пример 64-КАМ, используемой в Европейском стандарте DVB-T.

BRGC может быть построен с использованием способа, показанного на фиг.2. BRGC для n битов может строиться путем добавления обратного кода BRGC для (n-1) битов (т.е. отраженного кода) вслед за (n-1) битами, добавления нулей в начало исходного BRGC для (n-1) битов и добавления единиц в начало отраженного кода. Код BRGC, построенный этим способом, имеет расстояние Хемминга между соседними кодами, равное единице (1). Помимо этого, когда BRGC применяется к КАМ, расстояние Хемминга между точкой и четырьмя точками, которые наиболее близки к этой точке, равно единице (1), а расстояние Хемминга между точкой и другими четырьмя точками, которые являются вторыми наиболее близкими к этой точке, равно двум (2). Такие характеристики расстояний Хемминга между конкретной точкой созвездия и другими соседними точками могут быть перезаписаны в виде правила сопоставления кода Грея в КАМ.

Для устойчивости системы к Аддитивному Белому Гауссову Шуму (АБГШ), распределение сигналов, передаваемых от передающего устройства, может быть сделано близким к гауссову распределению. Чтобы иметь возможность сделать это, расположение точек в созвездии может быть модифицировано. Фиг.3 показывает выход, близкий к гауссову, благодаря модификации 64-КАМ, используемой в стандарте DVB-T. Такое созвездие может быть перезаписано в виде Неравномерной КАМ (НР-КАМ).

Для построения созвездия Неравномерной КАМ может использоваться Гауссова Кумулятивная Функция Распределения (КФР). В случае 64, 256 или 1024 КАМ, т.е. 2^N АМ (Амплитудная Модуляция), КАМ может разделяться на две независимые N-АИМ (Амплитудно-Импульсная Модуляция). Разделяя Гауссову КФР на N сечений с одинаковой вероятностью и позволяя сигнальной точке в каждом сечении представлять это сечение, может быть построено созвездие, имеющее гауссово распределение. Другими словами, координаты xj заново определяемой неравномерной N-АИМ могут определяться следующим образом:

∫ − ∞ x j 1 2π   e − x 2 2 dx = P j   ,   P j ∈ { 1 2N ,   3 2N , … ,   2N − 1 2N } (Ур. 1)

Фиг.3 представляет пример преобразования 64КАМ стандарта DVB-T в НР-64КАМ с использованием вышеупомянутых способов. Фиг.3 представляет результат модификации координат по оси I и по оси Q с использованием вышеупомянутых способов и сопоставления точек предыдущего созвездия с вновь определенными координатами. В случае 32, 128 или 512 КАМ, т.е. кросс-позиционной КАМ, которая не является 2^N КАМ, с помощью надлежащей модификации Pj могут быть найдены новые координаты.

Один из вариантов осуществления настоящего изобретения может модифицировать КАМ при помощи BRGC, используя характеристики BRGC. Как показано на фиг.4, расстояние Хемминга между Отраженной парой в BRGC равно единице, так как отличие имеется только в одном бите, который добавляется в начало каждого кода. Фиг.5 показывает характеристики в КАМ в случаях, когда Отраженная пара существует и для оси I и для оси Q. На этом чертеже Отраженная пара располагается по обе стороны от пунктирной черной линии.

Благодаря использованию Отраженных пар, имеющихся в КАМ, средняя мощность созвездия КАМ может быть снижена при сохранении правила сопоставления кода Грея в КАМ. Другими словами, в созвездии, в котором средняя мощность нормируется как 1, минимальное евклидово расстояние в созвездии может быть увеличено. Когда эта модифицированная КАМ применяется к системам вещания или связи, есть возможность реализовать или более устойчивую к шуму систему с использованием той же энергии, что и в традиционной системе, или систему с той же производительностью, что и традиционная система, но которая использует меньше энергии.

Фиг.6 показывает способ модификации КАМ с использованием Отраженной пары BRGC. Фиг.6a показывает созвездие, а фиг.6b показывает блок-схему последовательности операций для модификации КАМ с использованием Отраженной пары BRGC. Сначала необходимо найти целевую точку, которая имеет наибольшую мощность среди точек созвездия. Подходящие точки являются точками, куда такая целевая точка может переместиться, и ближайшими соседними точками для отраженной пары целевой точки. Затем должна быть найдена пустая точка (т.е. точка, которая еще не захвачена другими точками), имеющая наименьшую мощность, среди этих подходящих точек, и сравниваются мощность целевой точки и мощность подходящей точки. Если мощность этой подходящей точки является меньшей, целевая точка перемещается в эту подходящую точку. Эти технологические процессы повторяются до тех пор, пока средняя мощность точек на созвездии не достигнет минимума при сохранении правила сопоставления кода Грея.

Фиг.7 показывает пример модифицированной 64/256/1024/4096-КАМ. Сопоставленные значения кода Грея отвечают показанным на фиг.8-31, соответственно. В дополнение к этим примерам могут быть реализованы другие типы модифицированной КАМ, которые дают возможность такой же оптимизации мощности. Ведь целевая точка может перемещаться в несколько подходящих точек. Предлагаемая модифицированная КАМ может применяться не только к 64/256/1024/4096-КАМ, но и к кросс-позиционной КАМ, к КАМ большей величины или к модуляциям, использующим другой BRGC, отличным от КАМ.

Фиг.32 показывает пример побитового сопоставления Модифицированной КАМ, когда 256-КАМ модифицируется с использованием BRGC. Фиг.32a и фиг.32b показывают сопоставление Старших Значащих Битов (СЗБ). Точки, обозначенные закрашенными кружками, изображают сопоставления единиц, а точки, обозначенные пустыми кружками, изображают сопоставления нулей. Точно также каждый бит сопоставляется, как показано на чертежах от (a) до (h) на фиг.32, пока не будут сопоставлены Младшие Значащие Биты (МЗБ). Как показано на фиг.32, Модифицированная КАМ может давать возможность для побитового решения, используя только оси I или Q, как и традиционная КАМ, за исключением бита, который находится рядом с СЗБ (фиг.32c и фиг.32d). Благодаря использованию этих характеристик, может быть создано простое принимающее устройство путем частичной модификации принимающего устройства для КАМ. Эффективное принимающее устройство может быть реализовано благодаря проверке обоих значений, I и Q, только при определении бита рядом с СЗБ, и вычисления для остальных битов только I или Q. Этот способ может применяться для Приближенного ЛОП (Логарифмическое Отношение Правдоподобия), Точного ЛОП или Жесткого решения.

Используя Модифицированную КАМ или МКАМ, которая использует характеристики вышеупомянутого BRGC, может быть построено Неравномерное созвездие, или НР-МКАМ. В вышеприведенном уравнении, когда используется Гауссова КФР, Pj может модифицироваться, чтобы соответствовать МКАМ. Аналогично КАМ, в МКАМ могут рассматриваться две АИМ с осью I и осью Q. Однако в отличие от КАМ, где количество точек, отвечающих значению по каждой оси АИМ, идентично, количество точек в МКАМ изменяется. Если количество точек, которые отвечают j-му значению АИМ, определяется как nj в МКАМ, где в общей сложности существует M точек созвездия, тогда Pj может определяться следующим образом:

∫ − ∞ x j 1 2π   e − x 2 2 dx = P j   ,   P j = ∑ i = 0 i = j − 1 n i + n j 2N M ,   n 0 = 0 (Ур. 2)

Используя вновь определенный Pj, МКАМ может преобразовываться в Неравномерное созвездие. Pj может определяться следующим образом, для примера с 256-МКАМ.

P j ∈ { 2,5 256 , 10 256 , 22 256 , 36 256 , 51 256 , 67 256 , 84 256 , 102 256 , 119,5 256 , 136,5 256 , 154 256 , 172 256 , 189 256 , 205 256 , 220 256 , 234 256 , 246 256 , 253,5 256 }

Фиг.33 представляет пример преобразования МКАМ в Неравномерное созвездие. НР-МКАМ, построенная с использованием этих способов, может сохранять характеристики принимающих устройств МКАМ при модифицированных координатах каждой АИМ. Таким образом, может быть реализовано эффективное принимающее устройство. Помимо этого, может быть реализована более устойчивая к шуму система, чем предшествующая НР-КАМ. Что касается более эффективной широковещательной системы передачи, возможна гибридизация МКАМ и НР-МКАМ. Другими словами, более устойчивая к шуму система может быть реализована благодаря использованию МКАМ для среды, в которой используется код с коррекцией ошибок с высокой кодовой скоростью, и использованию НР-МКАМ в иных случаях. Для такого случая передающее устройство может позволить принимающему устройству обладать информацией о кодовой скорости кода с коррекцией ошибок, используемой в настоящее время, и разновидности модуляции, используемой в настоящее время, так что принимающее устройство может осуществлять демодуляцию в соответствии с модуляцией, используемой в настоящее время.

Фиг.34 показывает пример цифровой системы передачи. Входные данные могут содержать ряд потоков стандарта MPEG-TS или потоков GSE (General Stream Encapsulation - оформление пакета обобщенного потока). Модуль 101 обработки ввода может добавлять параметры передачи к входному потоку и выполнять планирование для модуля 102 BICM. Модуль 102 BICM может добавлять избыточность и перемежение данных для коррекции ошибок в канале передачи. Формирователь 103 кадров может формировать кадры, добавляя сигнальную информацию физического уровня и пилот-сигналы. Модуль 104 модуляции может выполнять модуляцию на входных символах эффективными способами. Модуль 105 аналоговой обработки может выполнять различные технологические процессы для преобразования входных цифровых сигналов в выходные аналоговые сигналы.

Фиг.35 показывает пример модуля обработки ввода. Входной поток MPEG-TS или GSE может быть преобразован модулем предварительной обработки ввода в общей сложности в n потоков, которые будут обрабатываться независимо. Каждый из этих потоков может быть или полным кадром TS, который включает в себя несколько служебных компонентов, или минимальным кадром TS, который включает в себя служебный компонент (т.е. видео или аудио). Помимо этого, каждый из этих потоков может быть потоком GSE, который передает или несколько услуг или одну услугу.

Входной интерфейсный модуль 202-1 может распределять количество входных битов, равное максимальной емкости поля данных кадра Основной Полосы Частот (ОПЧ). Может вводиться заполнение до полной емкости кодового блока LDPC/БЧХ. Модуль 203-1 синхронизации входного потока может обеспечивать механизм для восстановления, в принимающем устройстве, синхронизации Транспортного Потока (или пакетированного Обобщенного Потока), чтобы гарантировать сквозные постоянные скорости передачи битов и задержку.

В целях обеспечения перекомпоновки Транспортного Потока, без требования дополнительной памяти в принимающем устройстве, входные Транспортные Потоки задерживаются модулями 204-1~n компенсации задержки с учетом параметров перемежения данных PLP в группе и соответствующей общей PLP. Модули 205-1~n удаления нулевых пакетов могут повысить эффективность передачи, удаляя вставленный нулевой пакет для случая услуги с VBR (Variable Bit Rate - переменная скорость передачи битов). Модули 206-1~n кодирования с ЦИК (Циклическим Избыточным Кодом) могут добавлять контроль четности с ЦИК, чтобы повысить надежность передачи кадра ОПЧ. Модули 207-1~n вставления заголовка ОПЧ могут добавлять заголовок кадра ОПЧ в начальной части кадра ОПЧ. Информация, которая может вноситься в заголовок ОПЧ, показана на фиг.36.

Модуль 208 объединения/фрагментации может выполнять фрагментацию кадров ОПЧ из каждой PLP, объединение кадров ОПЧ из нескольких PLP и планирование каждого кадра ОПЧ в пределах кадра передачи. Следовательно, модуль 208 объединения/фрагментации может выводить сигнальную информацию L1, которая касается распределения PLP в кадре. В заключение, модуль 209 скремблирования ОПЧ может перемешивать входные битовые потоки, чтобы минимизировать корреляцию между битами в пределах битовых потоков. Затемненные модули на фиг.35 являются модулями, используемыми, когда система передачи использует одну PLP, остальные модули на фиг.35 являются модулями, используемыми, когда устройство передачи использует несколько PLP.

Фиг.37 показывает пример модуля BICM. Фиг.37a показывает тракт прохождения данных, а фиг.37b показывает тракт L1 модуля BICM. Модуль 301 внешнего кодирования и модуль 303 внутреннего кодирования могут добавлять избыточность во входные битовые потоки для коррекции ошибок. Модуль 302 внешнего перемежения и модуль 304 внутреннего перемежения могут перемежать биты, чтобы предотвращать пакетные ошибки. Модуль 302 внешнего перемежения может быть опущен, если BICM специально предназначена для DVB-C2. Модуль 305 разуплотнения битов может контролировать надежность каждого бита, выводимого от модуля 304 внутреннего перемежения. Модуль 306 сопоставления символов может сопоставлять входные битовые потоки с потоками символов. Здесь можно использовать любую традиционную КАМ, МКАМ, которая использует вышеупомянутый BRGC для улучшения производительности, НР-КАМ, которая использует Неравномерную модуляцию, или НР-МКАМ, которая использует Неравномерную модуляцию с применением BRGC для улучшения производительности. Для построения системы, которая более устойчива к шуму, могут рассматриваться комбинации модуляций с использованием МКАМ и/или НР-МКАМ в зависимости от кодовой скорости кода с коррекцией ошибок и от емкости созвездия. Здесь модуль 306 сопоставления символов может использовать надлежащее созвездие, соответствующее кодовой скорости и емкости созвездия. Фиг.39 показывает пример таких комбинаций.

Случай 1 показывает пример использования только НР-МКАМ при низкой кодовой скорости для упрощенной реализации системы. Случай 2 показывает пример использования оптимизированного созвездия при каждой кодовой скорости. Передающее устройство может отправлять информацию о кодовой скорости кода с коррекцией ошибок и емкости созвездия на принимающее устройство, так что принимающее устройство может использовать соответствующее созвездие. Фиг.40 показывает другой пример случаев, когда принимается во внимание совместимость между традиционными системами. Помимо этих примеров возможны дополнительные комбинации для оптимизации системы.

Модуль 307 вставления Заголовка ModCod, показанный на фиг.37, может брать информацию обратной связи Адаптивного кодирования и модуляции (АКМ)/Переменного кодирования и модуляции (ПрКМ) и добавлять информацию о параметрах, используемую в кодировании и модуляции, к ПКО-блоку в качестве заголовка. Заголовок Типа Модуляции/Кодовой Скорости (ModCod) может включать в себя следующую информацию:

* Тип ПКО (1 бит), длинный или короткий LDPC

* Кодовая скорость (3 бита)

* Модуляция (3 бита), до 64К КАМ

* Идентификатор PLP (8 битов).

Модуль 308 перемежения символов может выполнять перемежение в пространстве символов для получения дополнительных эффектов перемежения. Аналогичные технологические процессы, выполняемые на тракте прохождения данных, могут выполняться на тракте сигнализации L1, но возможно с другими параметрами (301-1~308-1). Здесь для внутреннего кода может использоваться модуль (303-1) кодирования с укорачиванием/выкалыванием.

Фиг.38 показывает пример LDPC-кодирования с использованием укорачивания/выкалывания. Технологический процесс укорачивания может выполняться на входных блоках, которые имеют меньше битов, чем необходимое число битов для LDPC-кодирования, может быть добавлено столько нулевых битов, сколько необходимо для LDPC-кодирования (301c). Дополненные нулями битовые потоки могут содержать биты контроля четности в результате LDPC-кодирования (302c). Здесь для битовых потоков, которые соответствуют исходным битовым потокам, нули могут быть удалены (303c), а для битовых потоков контроля четности может выполняться выкалывание (304c) согласно кодовым скоростям. Эти обработанные информационные битовые потоки и битовые потоки контроля четности могут уплотняться в исходные последовательности и выводиться (305c).

Фиг.41 показывает структуру кадра, которая содержит преамбулу для сигнализации L1 и символ данных для данных PLP. Можно заметить, что преамбула и символы данных генерируются циклически, используя один кадр в качестве структурного элемента. Символы данных содержат PLP типа 0, которая передается с использованием постоянной модуляции/кодирования и PLP типа 1, которая передается с использованием переменной модуляции/ кодирования. Для PLP типа 0 информация, например, о модуляции, типе ПКО и кодовой скорости кода с ПКО, передаются в преамбуле (см. фиг.42, модуль 401 вставления заголовка кадра). Для PLP типа 1 соответствующая информация может передаваться в заголовке ПКО-блока символа данных (см. фиг.37, модуль 307 вставления заголовка ModCod). Благодаря разграничению типов PLP накладные расходы для ModCod можно снизить на 3~4% от общей скорости передачи, для PLP типа 0, которая передается при постоянной скорости передачи битов. В принимающем устройстве в отношении PLP с постоянной модуляцией/кодированием для PLP типа 0 модуль r401 удаления заголовка кадра, показанный на фиг.63, может извлекать информацию о Модуляции и кодовой скорости ПКО и предоставлять извлеченную информацию на модуль BICM-декодирования. В отношении PLP с переменной модуляцией/кодированием для PLP типа 1 модули r307 и r307-1 извлечения ModCod, показанные на фиг.64, могут извлекать и предоставлять параметры, необходимые для BICM-декодирования.

Фиг.42 показывает пример формирователя кадров. Модуль 401 вставления заголовка кадра может составлять кадр, исходя из входных потоков символов, и может добавлять заголовок кадра в начало каждого передаваемого кадра. Заголовок кадра может включать в себя следующую информацию:

* Количество связанных каналов (4 бита)

* Защитный интервал (2 бита)

* ОПСМ (2 бита)

* Шаблон Пилот-Сигнала (2 бита)

* Цифровая идентификация Системы (16 битов)

* Идентификация кадра (16 битов)

* Длина кадра (16 битов), количество символов Уплотнения с Ортогональным Частотным Разделением (OFDM) в каждом кадре

* Длина сверхкадра (16 битов), количество кадров в каждом сверхкадре

* количество PLP (8 битов)

* для каждой PLP

Идентификация PLP (8 битов)

Идентификатор связывания каналов (4 бита)

Начало PLP (9 битов)

Тип PLP (2 бита), общая PLP или другие

Тип полезной нагрузки PLP (5 битов)

Тип МК (1 бит) - постоянная/переменная модуляция и кодирование

если тип МК == постоянная модуляция и кодирование

Тип ПКО (1 бит) - длинный или короткий LDPC

Кодовая скорость (3 бита)

Модуляция (3 бита) - до 64К КАМ

конец если;

Количество каналов с режекцией сигнала (2 бита)

для каждой режекции сигнала

Начало режекции сигнала (9 битов)

Ширина полосы режекции сигнала (9 битов)

конец для;

Ширина PLP (9 битов) - максимальное количество блоков ПКО для PLP

Тип временного перемежения PLP (2 бита)

конец для;

* ЦИК-32 (32 бита)

Для информации L1, передаваемой в заголовке Кадра, предполагается среда связывания каналов, а данные, которые соответствуют каждому фрагменту данных, определяются как PLP. Следовательно, такая информация, как идентификатор PLP, идентификатор связывания каналов и начальный адрес PLP, требуется для каждого канала, используемого в связывании. Один из вариантов осуществления этого изобретения предлагает передавать поле ModCod в заголовке ПКО-кадра, если тип PLP поддерживает переменную модуляцию/кодирование, и передавать поле ModCod в заголовке Кадра, если тип PLP поддерживает постоянную модуляцию/кодирование, чтобы снизить накладные расходы сигнализации. Помимо этого, если для каждой PLP существует полоса режекции сигнала, благодаря передаче начального адреса режекции сигнала, и ее ширины, декодирование соответствующих несущих на принимающем устройстве может стать ненужным.

Фиг.43 показывает пример Шаблона 5 Пилот-Сигнала (PP5), применяемого в среде связывания каналов. Как показано, если позиции SP совпадают с позициями пилот-сигнала преамбулы, может иметь место нерегулярная структура пилот-сигнала.

Фиг.43a показывает пример модуля 404 вставления пилот-сигнала, который показан на фиг.42. Как представлено на фиг.43, если используется одна полоса пропускаемых частот (например, 8 МГц), доступная полоса пропускания составляет 7,61 МГц, но если связываются несколько полос пропускаемых частот, защитные полосы частот могут быть удалены, таким образом, частотная эффективность может значительно увеличиться. Фиг.43b представляет пример показанного на фиг.51 модуля 504 вставления преамбулы, которая передается в начальной части кадра, и даже при связывании каналов преамбула обладает частотой повторения в 7,61 МГц, что является полосой пропускания блока L1. Это представляет собой структуру, учитывающую полосу пропускания настроечного устройства