流处理设备及其方法 本申请是申请日为 2008 年 7 月 25 日、 申请号为 200880022135.0、 题为 “流处理设 备及其方法” 的专利申请的分案申请。技术领域
本发明涉及一种流处理设备及其方法， 更具体地讲， 涉及一种用于处理流以使所 述流与哑元 (dummy) 交织的流处理设备及其方法。 背景技术 随着电子和通信技术的发展， 数字技术已经被引入到广播系统领域中， 已经公布 了关于数字广播的各种标准。具体地， 这些标准包括在北美被用作地面数字广播标准的先 进电视系统委员会 (ATSC) 残留边带 (VSB) 标准， 以及在欧洲被用作地面数字广播标准的数 字视频广播 - 地面 (DVB-T) 标准。
在北美使用的 ATSC VSB 传输方法是基于国家电视系统委员会 (NTSC) 频带的， 并 且在可容易并经济地实现发送机和接收机方面具有优势。这种 ATSC VSB 传输方法使用单 载波幅度调制残留边带 (VSB)， 能够在单个 6MHz 带宽中传输高质量的视频、 音频和辅助数 据。
已经提议了多种用于数字广播的标准， 以提供改善的数字广播服务。
因此， 需要更有效和更稳定地处理流的技术。
发明内容 技术问题
为了解决上述问题， 提出了本发明。本发明的目的在于提供一种能够有效而稳定 地处理流的流处理设备和及其方法， 以及用于接收处理后的流的数字广播接收机。
技术方案
为了实现上述目的， 根据本发明的一个实施例， 提供了一种流处理设备， 所述设备 包括 ： 流重排单元， 用于堆叠并重排所述流 ； 哑元插入单元， 用于将哑元插入到重排后的流 中。
交织器可以是卷积交织器。
所述流重排单元可根据针对每个单元预设的流的数量垂直地堆叠所述流， 并针对 每个单元垂直地旋转堆叠的流来重排所述流。
流重排单元将每个单元的各个流分为具有预设大小的块， 并对每个块中的各个流 执行垂直旋转。
哑元插入单元可将与交织器中的存储器的大小相应的哑元插入到每个块中旋转 后的流中。
流处理设备还可包括 ： 哑元去除单元， 用于从交织器输出的流中去除哑元 ； 突发 产生单元， 用于按照多个突发收集已经去除哑元的流。
根据本发明的另一实施例， 流重排单元可通过根据预设第一大小的单元水平地排 列流并垂直地堆叠流来重排所述流。
流处理设备还可包括 ： RS 编码器， 用于将 RS 奇偶校验垂直地添加到流的端部 ； CRC 编码器， 用于将 CRC 值水平地添加到已经添加 RS 奇偶校验的流的端部。
哑元插入单元可将堆叠的流分为具有预设第二大小的单元的发送突发， 并将与发 送突发的大小匹配的哑元添加到未执行一个发送突发的流中。
输入到流重排单元的流可被分为添加了奇偶校验的包。
根据本发明的一个实施例， 提供了一种流处理方法， 所述方法包括 ： 堆叠并重排 流； 将哑元插入到重排的流中。
交织所述流的步骤还可包括使用卷积交织器。
堆叠并重排流的步骤可包括 ： 根据为每个单元预设的流的数量垂直堆叠所述流 ； 垂直地旋转每个单元的堆叠的流来重排所述流。
垂直地旋转每个单元的堆叠的流来重排所述流的步骤可包括 ： 将每个单元的各个 流分为具有预设大小的块并对每个块中的各个流执行垂直旋转。
插入哑元的步骤可包括 ： 将与卷积交织器的存储器的大小相应的哑元插入到每个 块中旋转的流中。
处理所述流的方法还可包括 ： 从交织的流中去除哑元 ； 按照突发收集已被去除哑元的流。 根据本发明的另一实施例， 重排所述流的步骤可包括根据预设第一大小的单元水 平地排列所述流并垂直地堆叠和重排所述流。
流处理方法还可包括 ： 执行 RS 编码， 所述 RS 编码将 RS 奇偶校验垂直地添加到流 的端部 ； 执行 CRC 编码， 所述 CRC 编码将 CRC 值水平地添加到已被添加 RS 奇偶校验的流的 端部。
插入哑元的步骤可包括 ： 将堆叠的流分为具有预设第二大小的单元的发送突发， 并将与发送突发的大小匹配的哑元添加到未执行一个发送突发的流中。
重排所述流的步骤可包括 ： 将所述流分为已添加奇偶校验的包。
根据本发明的一个实施例， 提供了一种数字广播接收机， 包括 ： 调谐器， 用于接收 流； 解调器， 用于解调接收到的流 ； 均衡器， 用于均衡解调的流 ； 去交织器， 用于将均衡后的 流去交织， 其中， 所述流在数字广播发送机侧被以预设单元堆叠和重排， 并通过插入哑元而 被处理。
所述流可在数字广播发送机侧被卷积交织， 并可被去除哑元。
所述数字广播接收机还可包括 ： 哑元去除单元， 用于去除插入到流中的哑元， 其 中， 所述流在数字广播发送机侧被块交织， 并且所述哑元被插入到其中。
有益效果
通过根据本发明的多种形式的实施例的流处理设备及其方法以及数字广播接收 机， 可以有效而稳定地发送 / 接收流。
附图说明
图 1 是示出根据本发明一个实施例的流处理设备的配置的框图。图 2 是示出被添加了卷积交织器的图 1 的流处理设备的示意性框图。 图 3 至图 6 是解释使用卷积交织器的流处理设备的流处理操作的示意性框图。 图 7 是示出图 1 的流处理设备的详细配置的一个示例的框图。 图 8 是示出已经去除哑元的流的配置的一个示例的示意性框图。 图 9 是示出根据本发明的另一实施例的流处理设备的配置的框图。 图 10 和图 11 是解释图 9 的流处理设备的流处理操作的示意性框图。 图 12 是解释根据本发明的一个实施例的流处理方法的流程图。 图 13 和图 14 是示出根据本发明的多个实施例的数字广播接收机的配置的框图。具体实施方式
下面， 将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
图 1 是示出根据本发明一个实施例的流处理设备的配置的框图。 参照图 1， 流处理 设备包括流重排单元 110 和哑元插入单元 120。
流重排单元 110 堆叠并重排输入的流。重排方法可以根据实施例而改变。
插入单元 120 将哑元插入到由流重排单元 110 重排的流中。哑元是指被插入使得 可以通过预设的处理单元或发送单元区分重排的流的数据。 哑元可以使用没有含义的可选 数据， 例如， 预设比特值 ( 例如， 0 比特 ) 或预设字节值。哑元还可使用有含义的数据。例 如， 当存在将要补充发送的各种形式的数据 ( 例如， 诸如补充参考信号或补充信道信息的 数据 ) 时相应的数据可以被用作哑元。
流重排单元 110 可以以预设单元堆叠所述流。例如， 流重排单元 110 可以按照包 或段 (segment) 水平地排列所述流， 然后在流的随后的行中的下一包或段中排列所述流， 从而垂直堆叠所述流。
交织器可以被添加到图 1 的哑元插入单元 120 的后端。
图 2 是示出被添加了交织器的图 1 的流处理设备的示意性框图。
如图 2 中所示， 被实施为卷积交织器的交织器 130 可以被设置在哑元插入单元 120 的后端。更具体地， 交织器 130 可被实施为按字节处理流的卷积字节交织器。根据使用的 收发器的种类， 图 2 的卷积交织器可被实施为具有不同的分支数和内存大小。
当交织器 130 被实施为卷积字节交织器时， 该交织器 130 包括具有不同长度的多 个移位寄存器。换句话说， 顺序布置大小为 M、 2M、…… (B-2)M、 (B-1)M 的移位寄存器。交 织器 130 顺序选择各个移位寄存器， 以使得交织间隔不同。
参考图 2， 输入到交织器 130 的流被分为字节， 并被顺序存储在多个移位寄存器 中， 然后被再次顺序输出。以这种方式执行按字节交织。
例如， 当输入流被分为多个字段 (field)， 每个字段包括 312 个数据段或包时， 交 织器 130 可以被实施为使用 52 个数据段或包的块来运行。
图 3 至图 6 是解释当使用卷积交织器作为交织器 130 时流处理设备的流处理操作 的示意性框图。
参照图 3， 流重排单元 110 在具有预设数量的包的块中顺序堆叠流。例如， 流重排 单元 110 可以在具有六个包的块中堆叠流。每个包可具有包括 188 个字节的数据和 20 个 字节的奇偶校验的形式。流重排单元 110 可垂直旋转并重排各个垂直堆叠的流单元。在这种情况下， 如图 3 中所示， 流重排单元 110 可将多个堆叠的包再次分为多个 块。在这种情况下， 6 个包可被分为 4 个块。当单个包由如图 3 所示的 208 个字节构成时， 流重排单元 110 可将 6 个包的每个堆 (stack) 分为 52 字节的块。如图 3 中所示， 多个包可 从而被分为 N 个块。为了便于解释， 被流重排单元 110 分成的块被表示为 1、 2、 3、 4、…… N-3、 N-2、 N-1 和 N。
图 4 示出了在流已经被流重排单元 110 分为块之后旋转的块的状态。流重排单元 110 可将 N 个块的每一个顺时针旋转 90 度。从而， 六个包 a、 b、 c、 d、 e 和 f 垂直布置， 如图 4 所示。流重排单元 110 可顺序输出如图 4 所示的旋转后的块。
图 4 示出了从第一块到第 N 块顺序输出由流重排单元 110 旋转后的 N 个块， 但是， 所述 N 个块可以被随机输出， 而不是顺序输出。当通过流重排单元 110 随机输出 N 个块时， 可以预期， 在被交织器 130 交织之后数据会更混杂。
图 5 是被哑元插入单元 120 插入哑元 20 后的流的示意性框图。参照图 5， 哑元插 入单元 120 可将哑元插入数据部分 10 中。在这种情况下， 哑元插入单元 120 可通过考虑交 织器 130 的存储器大小， 即， 交织尺寸， 将合适大小的哑元插入到数据部分 10 中。
换句话说， 由于交织器 130 包括多个移位存储器， 所以应该插入与多个移位存储 器相应的哑元， 以将数据部分 10 存储在移位存储器从而被输出。因此， 随着哑元被输入到 交织器 130 中， 数据部分 10 被正常移位并输出。 图 6 是由交织器 130 交织之后的流的示意性框图。通过交织器 130 的交织操作， 数据被混合。在这种情况下， 在数据部分 10 被输出之后输出图 5 的哑元 20， 从而在图 6 中 哑元 20 被放置在数据部分 10 的左侧。位于数据部分 10 右侧的哑元 20’ 可成为用于前一 数据的哑元。
如上所述， 在由流重排单元 110 重排流之后执行交织， 可确保足够宽的交织间 隔。换句话说， 当使用图 2 的卷积交织器时， 如果选择了诸如 M 或 2M 的内存路径 (memory path)， 则相同数据之间的交织间隔仅为 4 字节或 8 字节。因此， 交织性能会恶化。
然而， 如图 3 至图 5 所示， 如果在流重排单元 110 中通过添加哑元来重排并交织 流， 则可确保相同数据之间的足够宽的交织间隔。从而可改善交织性能。
同时， 在如图 6 中所示交织包括哑元的流之后， 可从流中去除哑元以进行发送。
图 7 是示出包括图 2 所示的交织器 130 以及还包括哑元去除单元 140 和突发产生 单元 150 的流处理设备的示例的框图。
参照图 7， 流处理设备 100 的交织器 130 可将图 6 的流输出到哑元去除单元 140。
哑元去除单元 140 从流中去除哑元， 突发产生单元 150 以突发为单位收集已经被 哑元去除单元 140 去除了哑元的流。假设输入到流处理设备中的一个单位的流被称作一个 突发， 则在哑元已经被添加到流中以通过交织器 130 进行处理然后被去除的状态下， 突发 产生单元 150 可收集与一个突发相应的流并输出所述流。
图 8 是在流已经被交织器 130 交织并且已经通过哑元去除单元 140 从流中去除哑 元之后以突发为单位收集的流的示意性框图。
换句话说， 图 8 的流可以是由流处理设备 100 输出的流的最终状态。参照图 8， 所 述流具有与卷积交织器的分支数 B 垂直地对应的长度。
在这种情况下， 参考图 8 的最右侧的垂直列， 可以得知， 各个包 a、 b、 c、 d、 e、 f、 ……
以预设单位被交织和排列。例如， 包 “a” 以逐一分为每 6 个部分 (section) 中的方式被交 织。如果流被重排然后通过如上所述添加哑元而被交织， 则可以防止传统交织方法中原始 流的交织间隔变窄。结果， 可实现稳定的流发送， 减少了包被丢弃和重发的可能性， 使得可 以提供有效的数字广播服务。
图 9 是根据本发明另一实施例的流处理设备的配置的示意性框图。参照图 9， 除 了流重排单元 110 和哑元插入单元 120 之外， 流处理设备还包括 RS 编码器 160、 CRC 编码器 170 和突发发送单元 180。
流重排单元 110 通过根据预设第一大小的单元水平排列所述流并垂直堆叠所述 流来重排所述流。重排后的流的形式被示出在图 10 中。
参考图 10， 根据预设的第一大小 x2 水平排列流 30， 随后的流被水平排列在随后的 行中。因此， 具有单元为 x1 的多个流被设置在一行内。可以根据实施例而不同地设置 x1。 例如， x1 可以被设置为 187 个字节。
当如图 10 中所示重排流 30 时， RS 编码器 160 在垂直方向上将 RS 奇偶校验 40 添 加到流 30 的末端部分。换句话说， RS 编码器 160 相对于流 30 垂直地计算 RS 奇偶校验 40， 并将计算的 RS 奇偶校验 40 垂直地添加到流 30 中。 CRC 编码器 170 在水平方向上将循环冗余校验 (CRC) 值 50 添加到已被添加 RS 奇 偶校验 40 的流 30 中。CRC 值 50 包括用于流 30 的 CRC 值和用于 RS 奇偶校验 40 的 CRC 值。
因此， 流可以具有图 10 的下部示出的形式。
可以使用图 11 中所示的方法发送如上所述构成的流。
图 11 是解释流处理方法的示意性框图。参照图 11， 突发发送单元 180 以突发单 元 61、 62、 63、 64、 65、 66、 67、 68 发送从哑元插入单元 120 提供的流。这里， 单一突发的大小 可被设置为大于还包括 CRC 值 50 部分的流的水平尺寸。在这种情况下， 流与随后行上的流 的一部分一起发送。
换句话说， 如图 11 的右侧所示， 以突发进行发送。 在图 11 的最后一个发送突发 68 的情况下， 流未能完全凑足一个突发。
哑元插入单元 120 将哑元插入流中， 从而突发中的空的空间可以被填充。换句话 说， 哑元插入单元 120 将流分为预设第二大小的单元的发送突发， 其中， 关于未能构成单个 发送突发的流， 哑元插入单元 120 添加哑元， 从而与发送突发大小匹配。从而可以通过突发 发送单元 180 以突发执行数据发送。
如图 10 和图 11 中所示， 在 RS 奇偶校验 40 被垂直地计算并被添加到流中的状态 下水平地执行发送， 从而执行块交织。换句话说， 添加了 RS 奇偶校验 40 和 CRC 值 50 的重 排的流以图 10 的底部示出的形式被存储在多个存储器中， 然后以图 11 所示水平按照突发 被输出， 从而可以获得块交织的效果。
如上所述， 可使用各种方法实现流处理设备。
具有如上所述的各种配置的流处理设备可被用于数字广播发送机。 处理的流还可 以是现有的普通数据流、 具有增强的鲁棒性的补充数据流、 或者包括用于改善均衡性能的 已知数据的流。
在这种情况下， 流处理设备还可包括各种组成部分， 例如， 构成流的复用单元、 允 许补充数据流具有增强的鲁棒性的数据处理单元、 执行随机化的随机化器、 执行 RS 编码的
RS 编码器、 网格编码器、 将字段同步或段同步添加到流的同步复用器、 执行调制的调制器、 将已知数据插入到流的已知数据插入单元等。可以以各种形式设置这些组成部分， 从而可 构成多种实施例。
图 12 是解释根据本发明的一个实施例的流处理方法的流程图。 参照图 12， 如果输 入了流， 则在操作 S1010 中重排所述流。可以根据交织器 130 的配置改变重排的形式。换 句话说， 当交织器 130 是卷积交织器时， 流被堆叠， 然后被分为预设大小的块， 从而可以通 过垂直旋转所述流来排列所述流。
当如图 9 所示构造流处理设备从而执行块交织时， 可将哑元仅添加到一些突发 中。
堆叠和重排后的流可被顺序或随机地输出到其后端。
然后在操作 S1020 中将哑元添加到输出的流。
如上所述， 哑元填充交织器 130 的具有特定值的内部存储器， 从而通过交织器 130 正常执行交织以输出流。
当如图 3 至图 5 所示重排流并在其中插入哑元时， 可在添加哑元之后执行卷积交 织。由于所述交织， 流中的各个包以多种间隔被重排。在这种情况下， 还可在交织流之后包 括去除哑元的操作。去除哑元之后， 还可包括以突发为单位收集并输出流的操作。已经在 上面的描述中详细解释了这些操作， 因此， 省略这些重复解释。 当以图 9 的形式实现流处理设备时， 可在添加哑元之后不出现单独的交织操作。 换句话说， 在图 9 的流处理设备的情况下， 流被堆叠并被重排， 并被执行 RS 编码和 CRC 编 码。在这种状态下， 水平地进行输出以生成块交织。当在处理过程中， 单个突发没有被流、 RS 奇偶校验和 CRC 值完全填满时， 用哑元填充相应的突发。
图 13 是示出根据本发明的实施例的数字广播接收机的配置的框图。图 13 的数字 广播接收机可接收由具有如图 1、 7 或 9 所示的配置的流处理设备或者具有所述流处理设备 的数字广播发送机处理的流。更具体地， 数字广播接收机可被实施为便携式显示设备 ( 例 如， 蜂窝电话、 膝上型电脑、 导航设备或电子笔记本 )， 或显示设备 ( 例如， TV 或者机顶盒 )。
参照图 13， 数字广播接收机包括调谐器 210、 解调器 220、 均衡器 230 和去交织器 240。
调谐器 210 选择信道并接收流。
解调器 220 解调由调谐器 210 接收到的流， 均衡器 230 均衡解调的流。
去交织器 240 对均衡后的流去交织， 以将流重构为其原始状态。
由图 13 的数字广播接收机接收到的流可以是在发送终端方被卷积交织然后被去 除哑元的流。换句话说， 可接收并处理图 8 中示出的形状的流。
在以图 10 和图 11 中示出的方式处理的流的情况下， 所述流可以是还未去除哑元 的流。当接收到还未去除哑元的流时， 数字广播接收机还可包括用于去除哑元的配置。
图 14 是示出根据本发明的另一实施例接收包括哑元的流的数字广播接收机的配 置的框图。 图 14 的数字广播接收机包括调谐器 210、 解调器 220、 均衡器 230、 哑元去除单元 250 和解码器 260。
哑元去除单元 250 从如图 10 和图 11 中所示被处理然后未被去除哑元而被发送的 流去除哑元。换句话说， 图 14 的数字广播接收机接收并处理在数字广播发送机侧被块交织
并包括哑元的流。
在这种情况下， 哑元去除单元 250 使用所述流中包含的信息或者通过单独的信道 提供的信息来检查流的数据区域的大小， 从而超过数据区域的大小的部分可被理解为哑 元。
解码器 260 解码已经被去除哑元的流并恢复所述流。在这种情况下， 解码器 260 顺序地堆叠所述流， 然后垂直于堆叠的方向处理流， 从而使得可以获得块交织效果。
尽管在图 13 或图 14 中的数字广播接收机中未示出， 但是数字广播接收机还可包 括各种组成部分， 例如， 网格解码器、 RS 解码器、 去随机化器、 解复用器等。
由图 13 或图 14 的数字广播接收机接收的流可包括普通数据流、 被处理以具有增 强的鲁棒性的补充数据流、 已知数据等。 尽管已经示出和描述了本发明的一些实施例， 但是 本领域的技术人员应该理解， 在不脱离本发明的原理和精神的情况下， 可以在实施例中作 出改变， 本发明的范围由权利要求及其等同物限定。