CN107005521A - 用于在通信***中传输先验信息的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

提供用于传输并且接收先验信息的方法及装置。传输方法包括：通过传输装置的电路基于传输的信号的采样频率和信道带宽，生成先验信息。通过电路将先验信息添加到数据信号中。电路将包括已添加的先验信息的数据信号传输至接收装置。

Description

用于在通信***中传输先验信息的方法及装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年12月10日提交的美国专利申请号14/566574的权益，通过引用将其全部内容结合在此。
技术领域
本公开涉及在通信***中传输并且接收先验信息。
背景技术
在过去十年，陆地广播已经从模拟发展为数字。根据使用的广播标准，存在若干个宽带数字化通信技术。例如，无论是无线还是经由铜线，直接序列扩频(DSSS)和正交频分多址(OFDM)都是宽带数字通信***中使用的最新方案之一。OFDM是对多个载波频率上的数字数据进行编码的方法并且用于诸如数字电视和音频广播、DSL互联网接入、无线网络、电力线网络、以及4G移动通信等应用。
当前数字广播***利用对接收器的信道带宽的固定认知。除了关于已使用的通信技术的特定信息之外，接收器需要信道带宽或采样频率对接收到的信号进行解调。由于技术进步，多年来，信道带宽和采样频率可不断改变。本发明人认识到，需要便于信道带宽和/或采样频率改变。
发明内容
根据本公开的实施方式，提供一种用于传输先验信息的传输装置的方法。该方法包括：通过传输装置的电路基于传输的信号的采样频率和信道带宽，生成先验信息。通过电路将先验信息添加到数据信号中。电路将包括已添加的先验信息的数据信号传输至接收装置。
根据本公开的实施方式，提供一种包括电路的传输装置，该电路被配置为：基于传输的数据信号的采样频率和信道带宽生成先验信息；将先验信息添加到数据信号中；并且将包括已添加的先验信息的数据信号传输至接收装置。
根据本公开的实施方式，提供一种用于检测先验信息的接收装置的方法。该方法包括：通过接收装置的电路接收传输的信号。传输的信号包括添加到数据信号中的先验信息。通过电路检测传输信号中包括的先验信息。进一步地，电路基于已检测的先验信息确定与传输的信号相关联的采样频率和信道带宽。
根据本公开的实施方式，提供一种接收装置。该接收装置包括被配置为接收传输的信号的电路。传输的信号包括添加到数据信号中的先验信息。电路对传输的信号中包括的先验信息进行检测并且基于已检测的先验信息确定与传输的信号相关联的采样频率和信道带宽。
附图说明
通过参考结合所附的附图考虑时的下列细节描述，本公开的更完整认识及其许多所附优点将变得更易于理解以及更容易获得。
【图1】
图1示出了根据一个实施方式的接收装置的各部分。
【图2】
图2示出了用于传输先验信息的示例性方法的流程图。
【图3】
图3示出了用于接收先验信息的示例性方法的流程图。
【图4】
图4示出了根据一个实施方式的由SONY公司提出的包括先验信息的前导码。
【图5A】
图5A示出了根据一个实施方式的啁啾信号(chirp signal，线性调频信号)。
【图5B】
图5B示出了根据一个实施方式的双音信号。
【图6】
图6示出了根据一个实施方式的啁啾信号的时域和振幅谱。
【图7】
图7是示例性传输装置的框图。
【图8】
图8示出了根据一个实施方式的提议ATSC 3.0物理层架构。
【图9】
图9是接收装置的示例性接收器电路的框图。
【图10】
图10是使用振幅分集的接收装置的示例性接收器电路的框图表示。
【图11】
图11示出了示例性接收装置。
【图12】
图12是示出计算机的硬件配置的实施例的框图。
具体实施方式
尽管本公开允许许多不同形式的实施方式，附图中示出并且此处将在具体实施方式中描述本公开，然而，理解到，本公开的这些实施方式被视为原理的实施例并且并不旨在使本公开局限于所示出和描述的具体实施方式。在下列描述中，类似参考标号用于描述附图中若干幅示图的相同、相似或对应部件。
如此处使用的，将术语“一个(a)”或“一个(an)”限定为一个或多于一个。如此处使用的，将术语“多个”限定为两个或多于两个。如此处使用的，将术语“另一个”限定为至少第二个或更多。如此处使用的，将术语“包括”和/或“具有”限定为包括(即，开放式语言)。如此处使用的，将术语“耦接”限定为连接，但不必直接地，并且不必机械地。如此处使用的，将术语“程序”或“计算机程序”或相似术语限定为被设计成用于在计算机***上执行的指令序列。“程序”或“计算机程序”可包括子例程、程序模块、脚本、函数、进程、对象方法、对象实现方式、可执行应用、小程序、小服务程序、源代码、对象代码、共享库/动态加载库和/或被设计成用于在计算机***上执行的其他指令序列。
在该文件中，引用“一个实施方式”、“特定实施方式”、“实施方式”、“实现方式”、“实施例”或相似术语是指结合实施方式而描述的具体特征、结构、或特性包括在本公开的至少一个实施方式中。因此，在本说明书中，在各个地方出现的该短语不一定全部参考同一实施方式。进一步地，在一种或多种实施方式中，可以以任何合适的方式对具体特征、结构、或特性进行组合而没有限制。
如此处使用的，将术语“或”解释为包含或指代任一个或任一组合。因此，“A、B、或C”是指“下列中的任一项：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B、及C”。仅当元件、功能、步骤、或行为的组合以某种方式固有地相互穷尽时，该限定才出现例外。
随着技术进步，用于通信数据的信道带宽和/或采样频率会发生改变。这些改变起因于诸如通信方案的改变(例如，不同的广播技术)或其他标准(例如，服务供应商规范)等因素。例如，服务供应商可选择用于广播4K内容或移动内容的合适信道带宽。在另一实施例中，服务供应商可控制若干相邻的信道并且可得益于信道绑定。
例如，在过去十年，IEEE 802.11族包括许多版本(a、b、g、n、ac等)，其中，调制方案是OFDM或DSSS，中心频率是2.4GHz或5GHz，采样频率或数据速率从1Mbps改变至780Mbps，并且带宽从20MHz改变至160MHz。
随着信道带宽和/或采样频率改变，通常利用技术进步的优势对设备进行更换。然而，出于各项技术改进原因而对该设备进行更换不仅不灵活，而且还昂贵并且浪费。因此，由于初始设置的采样频率和带宽不可能在若干年之后保持不变，例如，如802.11的不同版本那样显而易见，所以需要指示包括带宽和采样频率的先验信息来解决不同的信道带宽选项。本公开的实施方式通过向接收装置提供信道带宽、采样频率、和/或多路复用频率而解决这些问题。可以提供该信息以及独立的相关数据流。
先验信息中包括信道带宽和采样频率，并且接收装置需要信道带宽和采样频率对接收的信号进行解调。进一步地，先验信息可选地包括多路复用技术。在本公开的特定实施方式中，利用信号传输先验信息。然而，可以独立于该信号经由诸如预定的信道或通过互联网上的预定服务器提供先验信息。预定服务器可以是向接收装置提供软件更新的服务器、由服务器供应商提供的服务器、或由诸如FCC等的指定实体提供的服务器。
在特定实施方式中，使用并不要求接收装置预先知道信道带宽和/或采样频率的技术传输先验信息。先验信息包含信道带宽与采样频率中的一个或组合。在接收装置开始解码之前，获得先验信息。接收装置首先对先验信息进行处理，以提取或通过其他方式确定信道带宽和采样频率。然后，在对数字信息进行解码时使用信道带宽和采样频率。所提议的方法具有灵活性并且能够结合各种通信标准使用。
图1示出了根据一个实施方式的接收装置的部件。调谐器100从传输的RF信号的频带内选择中央信道(channel，频道)的射频(RF)。调谐器100拒绝不必要的带外信号。然而，还接收邻近于中央信道的一些信道。图表102表示接收的RF信号的功率谱密度。图表104表示调谐器100的输出处的PSD。以N表示中央信道。如图表104所示，在调谐器100的输出处存在邻近于中央信道N的一些频率。由于调谐器100中的带通滤波器的性质不理想，所以相邻的信道(N-1)和(N+1)中的一部分保留。
从调谐器100将输出信号馈送至模数转换器(ADC)108。ADC 108需要采样频率以执行模数转换。从ADC 108将输出信号馈送至解调器106。解调器106将标准基带信号与用于通过例如空气或同轴电缆等通信介质进行传输的RF载波进行分离。使用由高级电视***委员会(ATSC)开发的标准，将带宽固定为接收装置调整(regulated)并且由此已知的带宽。一旦调谐器100被调谐成所需的频率，则将带宽内的全部能量视为所需信息。在当前电视***中，制造商基于使用电视***实现的一个或多个标准对带宽进行硬编码。因为带宽已知，所以能够确定采样频率。
图2示出了用于传输先验信息的传输装置的示例性方法的流程图。在步骤S202，用户设置信道带宽和采样频率中的一个或组合。用户可以是广播站的操作人员。例如，广播公司可以拥有三个邻近的信道并且可以决定对信道的带宽进行组合。传输装置可以根据例如ATSC设置的标准对数字电视广播信号进行广播。在步骤S204，传输装置生成前导码。在一个实施方式中，前导码包括先验信息。前导码可包括携带信息的非常小带宽的信号(例如，用于采样频率的10位至5位、用于信道带宽的5位)。
信号可以置于连续导频上。在广播***中，导频信号通常指经由通信***传输的单频信号以用于监督、控制、均衡化、连续性、同步、或参考的目的。连续导频具有对应于特定频率的已知恒定值。在一个实施方式中，在先数据载波与连续导频之间的相变可以指示为“-1”，并且可以以“+1”表示没有相变。由其相等的二进制字(例如，上述所述的10位)表示采样频率和信道带宽。在一个实施方式中，将零映射到“+1”并且将1映射到“-1”。在其他实施方式中，相变指示和/或映射可以反转，连续导频的数量与诸如8K、16K等不同的模式对应。
先验信息可以是具有位于噪音之下的Gold码的码片序列。Gold码是指彼此高度正交的二进制序列。当精确对准时，Gold码强烈互相关。卫星导航和码分多址接入(CDMA)通信中通常使用Gold码。如上所述，对先验信息进行编码，然后，在连续导频上发送编码的先验信息。编码的先验信息与已知的Gold码等在时间上累积。提取先验信息包含：FM解调器将累积器与已知代码在时间上(in time)累积(accumulate)，已知代码根据多普勒频移和码片序列偏移变化，然后，添加到信道变换时间中。
在一个实施方式中，可以利用基于编码正交频分复用(COFDM)的***使用先验信息，并且在啁啾信号中传输先验信息。在其他实施方式中，可以使用振幅分集传输先验信息。
本领域普通技术人员应当理解的是，前导码还可包括控制、同步、信息或其他信令数据。在步骤S206，将前导码添加到或通过其他方式***到信息信号或帧中。在另一实施方式中，将先验信息***到信息信号或帧的一部分中。在步骤S208，根据后面详细说明的通信方法对步骤S206中生成的信号(例如，数字电视信号)进行调制和传输。
图3示出了用于接收先验信息的接收装置的示例性方法的流程图。在步骤S302，通过接收装置接收信号。例如，接收装置通过无线信道(例如，陆地广播信道)接收在步骤S208中传输的数字电视广播信号。数字电视广播信号包括音频/视频内容。在步骤S304，调谐器选择RF频带(例如，20MHz的UHF、VHF)。如后面说明的，在步骤S306，接收装置对先验信息进行搜索或通过其他方式进行检测。在步骤S308，从信号(例如，从前导码)中提取先验信息。提取方法取决于用于传输诸如啁啾信号、Gold码、QPSK码等先验信息的方法类型。接收装置可基于已提取的先验信息而使用查询表获得信道带宽和采样频率。在步骤S310，将采样频率提供至ADC。将信道带宽提供给调谐器。
在一个实施方式中，上述所述前导码和先验信息信号包括在采用COFDM方案的广播***中传输的数字电视信号中。COFDM与OFDM相同，除了在传输之前，对信号应用前向纠错。陆地数字TV广播***DVB-T(欧洲使用)和陆地电视广播ISDB-T的集成服务数字广播(日本使用)皆利用OFDM。预期在ATSC 3.0的未来实现方式中使用现在正在讨论的COFDM。在一些无线环境中，COFDM是能够提供良好性能的多载波调制技术。在COFDM中，将可用带宽划分成若干正交频分子带，也被称为子载波。将数据有效载荷局部分配给各个子载波保护了其免于频率选择性衰落。子载波的数目可取决于所使用的标准。例如，手持式设备的数字视频广播(DVB-H)使用1705、3409、或6817子载波，这取决于操作模式。ISDB-T使用取决于操作模式的256、512、或1024。
图4示出了根据一个实施方式的由索尼公司提出的包括先验信息的前导码。然而，应当注意，可将先验信息***到传输信号的任意其他类型的前导码或其他部分中。由一个或多个啁啾波表示先验信息。前导码包括L1预处理信号部分400、紧急警报***(EAS)部分402、以及L1后处理信号部分404。如图所示，在根据一个实施方式的L1预处理信号部分400的开始处，***先验信息信号。然而，可以将先验信息***到前导码的任何其他部分中，诸如，***任意前导码部分之间或L1后处理信号部分之后。
在对前导码或指示COFDM帧的开始的GI进行检测之后，接收装置开始对传入信号进行解调。由于GI是帧数据的重复部分，所以接收装置可使用自相关来查找帧的开始。当循环前缀保护间隔具有等于或大于信道延迟扩展的持续时间时，可以完全消除符号间干扰(ISI)。因为仅用于消除ISI的效应，所以在接收装置中丢弃CP。可以根据所使用的***对帧数据进行编码。例如，数据可以是经过调制的BPSK、QPSK、或QAM。例如，在DVB-T2中，子载波调制方案可以是QPSK、16-QAM、64-QAM、或256-QAM。
在一个实施方式中，在步骤S204生成的前导码信号包括啁啾信号。啁啾信号是指包括一个或多个啁啾突发脉冲的信号，其中，啁啾突发脉冲的频率随着时间增加(上啁啾)或减少(下啁啾)。可以使用线性啁啾。啁啾信号可以表达如下：
f(t)＝f0+kt (1)
其中，f0是起始频率，并且k是啁啾比率并且可表达如下：其中，f1是时间t1时的啁啾的最终频率。在一个实施方式中，啁啾信号与雷达啁啾相似。
图5A示出了根据一个实施方式的啁啾信号。起始频率或突发脉冲可以选择为等于预定值。预定值可以等于预定的最低信道带宽，例如，由预定广播标准规定的预定值(例如，5MHz)。可将预定值储存在传输和接收装置的对应存储器中。还可采用等于零的预定值。可以基于采样频率选择啁啾比率，其表示频率的变化增加的比率。最终(最高)频率被选择为等于在步骤S202获得的信道带宽。将斜率定义为跨突发脉冲的时间跨度(啁啾周期)内啁啾的最终频率减去啁啾的初始频率之后的差值。例如，啁啾信号可以开始于0MHz(f0＝0MHz)的频率而至6MHz(f1＝6MHz)的最终(最高)频率，这表示信道带宽。将表示采样频率fs的48/7视为啁啾比率。因此，在的周期内，啁啾信号频率应从0MHz变化至6MHz。使用数字信号处理器(DSP)和利用直接数字合成器的DAC可以数字化地生成啁啾信号。可以将两个或多个突发脉冲添加至每个帧或每第N个帧(其中，N等于2或更大)的前导码。在图5A中，示出了两个完整的突发脉冲500、502。此外，示出了突发脉冲504的一部分。
突发脉冲的数目可以基于所需的前导码大小。接收装置可以使用多个突发脉冲来识别突发脉冲的边界。接收装置对频率变化进行检测，以识别突发脉冲的起始。一旦识别突发脉冲的起始，接收装置可对突发脉冲的最大频率与周期进行检测。例如，接收装置使用第一突发脉冲确定第二突发脉冲的起始边界并且使用随后的部分突发脉冲确定第二突发脉冲的结束边界。
图5B示出了根据一个实施方式的双音信号。在一个实施方式中，前导码信号包括双音信号。每个帧的前导码中均包括两个或多个突发脉冲。每个突发脉冲均可以以等于预定值的频率开始，其代表第一音506。预定值可以等于预定的最低信道带宽，例如，由预定广播标准规定的预定值(例如，5MHz)。第二音508具有等于信道带宽的频率。可以选择周期T等于
例如，又例如，如果需要传输给接收器的信道带宽是20MHz并且采样频率是48/7MHz，则周期被选择为
根据一个实施方式，每个COFDM帧重复啁啾信号。前导码还包含指示经由例如音频、视频、及WiFi传输的数据类型的数据。在前导码中包括的信令数据的前导码之前或之后，可以***啁啾信号。也可以使用模拟电路生成啁啾信号。
图6示出了根据一个实施方式的啁啾信号的时域和振幅频谱。啁啾信号是具有线性频率调制的FM信号。接收装置包括FM解调器，FM解调器被调谐至低‘啁啾’频率(5MHz)，以提取‘啁啾’并且恢复信道带宽和采样频率。迹线600示出了啁啾信号的实数部分。迹线602示出了啁啾信号在频域中的振幅频谱。迹线602中指示的界限示出了信道带宽估计所使用的部分。
图7示出了传输装置的框图。例如，传输装置可用于根据提出的ATSC 3.0标准、DVB-T、手持式数字视频广播(DVB-H)、DVB-T2、或DVB-C2标准传输视频图像和音频信号。传输装置包括COFDM调制器700、前导码***模块704、DAC 706、以及天线708。图8中进一步示出了COFDM调制器700。前导码***模块704***包括先验信息信号的***参数。数字信号通过DAC 706被转换成模拟信号并且然后调制成射频。在其他实施方式中，在DAC 706之后，***作为模拟信号的先验信息。例如，根据预定的时序将表示先验信息的啁啾信号***到模拟信号中。
图8示出了根据一个实施方式的ATSC 3.0物理层架构。预期ATSC 3.0改进并且增加广播电视的功能。成帧器800将多个输入流组合成具有多个物理层或管道的帧。调度器802和扰频器804按照选择的顺序放置帧并且针对每个管道进行数据加扰。前向纠错单元806将每个管道的信息数据保护进行相加。位交织器808将管道内的数据位位置随机化，以减少信道效应。映射器单元810向每个管道的符号分配一组数据位。时间交织器单元812将每个管道的符号随机化，以减少信道效应。OFDM成帧器814将多个输入组合成其成帧的单个流和格式。频率交织器将数据单元随机化，以减少信道效应。导频***单元***导频和所保留的音以用于信道评估和同步。因此，可以***包括先验信息的前导码。IFFT单元822生成COFDM波形。GI***单元***COFDM波形的重复部分。保护间隔用于防御因通信信道的延迟扩展而引起的ISI和载波间干扰(ICI)。可以选择GI长度来匹配预期的多路径水平。例如，在数字音频广播(DAB)中，选择保护间隔长度作为接收器整体周期的四分之一。DVB-H和ISDB-T支持COFDM符号或帧数据的四个不同保护长度1/4、1/8、1/16、以及1/32。控制信息为COFDM提供参数。例如，控制信息可指示对特定数据的保护水平。然后，根据保护水平选择调制类型。例如，出于高度保护，选择调制类型为QPSK。
图9是接收装置的示例性接收器电路的框图。在一个实施方式中，接收器电路是被整合到固定或移动设备中的数字电视接收器设备的一部分，诸如，电视机、机顶盒、智能手机、平板电脑、膝上型电脑、便携式电脑、或被配置为接收电视内容的任何其他设备。接收器电路经由例如陆地广播从一个或多个传输装置接收数字电视广播信号。
天线912从图7中描述的传输装置接收调制信号并且将调制信号提供至调谐器900。将FM解调器902调谐成预定的信道带宽。预定的信道带宽储存在存储器中。预定信道带宽可以是低‘啁啾’频率。在其他实施方式中，FM解调器902可以单步调试频率，以找出信道带宽。FM解调器902的输出示出了偏移。偏移指示实际的信道带宽。例如，如上所述，偏移等于6MHz，其指示信道带宽为6MHz。在另一实施方式中，替代偏移，而是最大频率自身指示实际的信道带宽。
将FM解调器902的输出馈送至先验密钥处理器906。先验密钥处理器906提取信号周期，以推断出采样频率。先验密钥处理器906将信道带宽输出至调谐器900并且将采样频率输出至ADC 904。先验密钥处理器可使用存储器中储存的K映射表以找出采样频率和信道带宽。下面示出了示例性的K映射表。
[表1]
表1：用于采样频率检索的K映射表
例如，在低能信道的情况下，允许接近噪音水平的操作，FM解调器902还可将两个或更多个突发脉冲进行累积。从上述所述周期中计算采样频率。模数转换器(ADC)904使用采样频率以将COFDM信号转换成数字形式。
COFDM解调器908对COFDM传输的保护间隔进行检测，以在各个COFDM符号周期内植入FFT窗口。在COFDM解调器908中，FFT单元对接收的COFDM符号执行FFT并且提供频域符号。然后，接收器(Rx)数据处理器910对数据符号估计进行处理(例如，符号解映射、解交织、以及解码)并且提供解码数据。尽管图9中未示出，然而，接收器电路可包括用于定时获取、过滤、采样速率转换、直流(DC)偏移移除、帧检测、帧同步、和/或其他功能的其他处理。
在选择的实施方式中，可以结合COFDM使用也被称为天线分集的振幅分集。天线分集是使用两个或更多个天线以改善无线链路的质量和可靠性的若干无线分集方案中的任一种。信道带宽和采样频率可被编码在COFDM信号的L1-预处理信号部分中。使用具有1/2码率前向纠错(FEC)的QPSK(例如，仅使用QPSK的同相分量，即，BPSK，以发送采样频率和信道带宽的代码)方案对前导码进行编码。使用少量的位数对信道带宽和采样频率进行编码。
图10是使用振幅分集的接收装置的示例性接收器电路的框图。图10示出了两个天线1014、1016。天线1014、1016从传输装置连续接收信号。尽管图10中示出了两个天线，然而，使用振幅分集的接收器电路可包括两个或更多个天线。来自各个天线的信号可以与组合增益相乘。组合增益可以与均方值(rms)信号水平成比例并且与该信道的均方噪音水平成反比例。然后，通过天线1014、1016接收的各个信号具有不同的组合增益。在其他实施方式中，可将全部信号的组合增益设置成同一值并且之后不改变。然后，在求和之前，使用延迟1002、1004对信号进行共相，以确保将全部信号进行相位相加，以用于最大分集增益。然后，使用求和信号作为接收的信号。进一步地，在一个实施方式中，不需要振幅分集并且仅使用单个天线。然后，将接收的信号馈送至调谐器1006。为了从接收的信号中检索到正交相位，可以使用希尔伯特变换。希尔伯特变换将接收的信号移位90度并且从同相样本中检索正交相位样本。在一个实施方式中，为了避免使用数字希尔伯特变换单元，应使用来自接收的信号的同相采样。然后，将从调谐器1006输出的信号馈送至包络检测器1008。包络检测器1008是采用高频信号作为输入并且提供作为原始信号的包络的输出的电子电路。包络检测器1008可包括馈送LC电路的二极管。二极管可从电路至地面的输出并联地连接至电阻器和电容器。包络检测器1008的输出为“1”或“0”。
将来自包络检测器1008的输出馈送至先验密钥处理器1018。由于来自包络检测器的输出是采样频率和信道带宽的二进制表示，所以先验密钥处理器1018对编码的信道带宽和采样频率进行检索。一旦从先验密钥处理器1008检索到编码的信道带宽和采样频率，则将一个或多个代码与存储器中储存的查询表进行比较，以检索信道带宽和采样频率。在一个实施方式中，可以使用5BPSK符号表示采样频率，并且可以使用5BPSK符号表示信道带宽。因此，可以使用具有32项(2^5)的第一查询表对采样频率进行检索。相似地，可以使用具有32项(2^5)的第二查询表对信道带宽进行检索。然后，将信道带宽馈送至调谐器1006，以检索信号。将采样频率馈送至ADC 1010。将来自ADC 1010的输出馈送至解调器1012。
图9和图10中示出的接收器电路通常在至少一个处理器的控制下进行操作，诸如，经由一个或多个总线耦接至存储器、程序存储器、及图形子***的CPU。下面参考图12对用于控制接收器电路的示例性计算机做出了进一步的描述。
图11示出了示例性接收装置。接收装置包括被集成到固定或移动设备中的数字电视接收器设备，诸如，电视机、机顶盒、智能手机、平板电脑、膝上型电脑、便携式电脑、或被配置为接收电视内容的任何其他设备。
接收装置包括调谐器/解调器1102，调谐器/解调器1102经由例如陆地广播从一个或多个内容源(例如，内容源)接收数字电视广播信号。在某些实施方式中，调谐器/解调器1102包括图9或图10中示出的一个接收器电路。根据该实施方式，可替代地或此外，接收装置可被配置为接收电缆电视传输或卫星广播。调谐器/解调器1102接收包括例如MPEG-2TS或IP数据包的信号，通过解多路复用器1104对信号进行解多路复用或者通过中间件对信号进行处理并且信号被分离成音频和视频(A/V)流。通过音频解码器1110对音频进行解码并且通过视频解码器1114对视频进行解码。进一步地，如果可用，经由未经压缩的A/V接口(例如，HDMI接口)可以接收未经压缩的A/V数据。
在一个实施方式中，接收信号(或流)包括补充数据，诸如隐藏式字幕数据、触发声明对象(TDO)、触发器、虚拟信道表、EPG数据、NRT内容等中的一个或组合。在ATSC候选标准中对TDO和触发器的实施例进行了描述：交互式服务标准(A/105:2014)、S13-2-389r7，通过引用将其全部内容结合在此。通过解多路复用器1104分离补充数据。然而，经由互联网1130和网络接口1126可以接收A/V内容和/或补充数据。
储存单元可被设置成储存非实时内容(NRT)或互联网交付内容，诸如互联网协议电视(IPTV)。解多路复用器1104通过以与其他内容资源相似的方式对储存单元中储存的内容进行解多路复用而播放储存内容。可替代地，通过CPU 1138可以对储存内容进行处理并且呈现给用户。储存单元还可储存通过接收装置获取的任何其他补充数据。
接收装置通常在至少一个处理器的控制下进行操作，诸如，经由一个或多个总线(例如，总线1150)耦接至工作存储器1140、程序存储器1142、以及图形子***1144的CPU1138。CPU 1138从解多路复用器1104接收隐藏式字幕数据以及对图形进行渲染时所使用的任何其他补充性数据、并且将适当的指令和数据传递至图形子***1144。通过组合器和视频接口1160将图形子***1144输出的图形与视频图像进行组合，以产生适合于在视频显示器上进行显示的输出。
进一步地，CPU 1138进行操作，以执行接收装置的各个功能，包括NRT内容、触发器、TDO、EPG数据等的处理。例如，CPU 1138操作为使用例如程序存储器1142中储存的声明对象(DO)引擎而执行TDO、其触发器等中包含的脚本对象(控制对象)。
尽管图11中未示出，然而，可以将CPU 1138耦接至接收装置资源中的任意一个或组合，以集中控制一种或多种功能。在一个实施方式中，CPU 1138还操作为监控包括调谐器/解调器1102及其他电视资源的接收装置的控制。
图12是示出了可被配置为执行接收装置与传输装置中的任意一个或组合的功能的计算机的硬件配置的实施例的框图。例如，在一个实施方式中，计算机被配置为执行数字域中的功能，诸如COFDM调制器700、前导码***模块704、COFDM解调器908、先验密钥处理器906、以及接收器数据处理器910。
如图12中示出的，计算器包括经由一个或多个总线1208而彼此互连的中央处理单元(CPU)1202、只读存储器(ROM)1204、以及随机存取存储器(RAM)1206。一个或多个总线1208进一步与输入-输出接口1210连接。输入-输出接口1210与由键盘、鼠标、麦克风、远程控制器等形成的输入部分1212连接。输入-输出接口1210还与由音频接口、视频接口、显示器、扬声器等形成的输出部分1214连接；与由硬盘、非易失性存储器或其他非临时性计算机可读储存介质形成的记录部分1216连接；与由网络接口、调制解调器、USB接口、火线接口等形成的通信部分1218连接；并且与用于驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等可移除介质1222的驱动1220连接。
根据一个实施方式，CPU 1202经由输入-输出接口1210和总线1208将记录部分1216中储存的程序加载到RAM 1206中、并且然后执行被配置为提供内容源、接收装置、以及传输装置中的一个或组合的功能的程序。
包括上述描述中的特征的方法提供了数个优点。具体地，该方法和装置从前导码信号确定信道带宽和采样频率。本公开具有不需要采样频率与信道带宽的先验知识的优点。广播人员可以通过改变啁啾信号而容易改变带宽。接收装置可利用多个信道带宽接收广播信号。广播人员具有控制信道带宽的灵活性。
如上所述，本公开的实施方式包括用于生成先验密钥的多种不同方式，其中，包括使用‘啁啾’频率和振幅分集。在某些实施方式中，‘啁啾’频率实现方式跨越信道栅格而减缓频率衰落、位于每个前导码中而在时间上减少漏码、允许位于接收器处的单个FM解调器提取信道带宽和采样频率的先验信息、并且可以由于相同数据的重复性质而允许累积相关性建立噪音之外的信息。
进一步地，在特定实施方式中，对于振幅分集实现方式，具***率1/2保护信令的QPSK调制数据可以被数字化，延迟和乘法电路可实现为在A/D之前提取该数据并且由于相同数据的重复性质而允许累积相关性建立噪音之外的信息。而且，本公开的实施方式提供了这样一种方式，其将信号起始点标准化，从而能够支持进一步增长的完全灵活性，以紧凑的方式提供该信令而减少总开销，并且在接收器获得数字样本之前信号通知起始点选项。
根据上述教导，本公开的许多修改及变形是可能的。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，可以通过此处具体描述之外的方式实现本公开。
上述公开内容还涵盖下面描述的实施方式。
(1)一种用于传输先验信息的方法，该方法包括：通过传输装置的电路基于传输的信号的采样频率和信道带宽，生成先验信息；通过电路将先验信息添加到数据信号中；并且通过电路将包括已添加的先验信息的数据信号传输至接收装置。
(2)根据特征(1)所述的方法，其中，生成步骤包括：生成表示先验信息的啁啾信号，啁啾信号包括具有等于采样频率的啁啾率并且具有等于信道带宽的最大频率的至少一个突发脉冲。
(3)根据特征(2)所述的方法，其中，啁啾信号包括至少两个相同突发脉冲。
(4)根据特征(3)所述的方法，其中，通过至少两个相同突发脉冲中的两个突发脉冲之间的频率变化检测至少两个相同突发脉冲中的一个突发脉冲的起始。
(5)根据特征(2)至(4)中任一项所述的方法，其中，将啁啾信号添加到COFDM帧中。
(6)根据特征(5)所述的方法，其中，将啁啾信号添加到COFDM帧的前导码中。
(7)根据特征(1)所述的方法，其中，生成步骤包括：生成表示先验信息的二进制码，先验信息包括采样频率和信道带宽；并且基于二进制码设置连续导频的相位。
(8)根据特征(7)所述的方法，其中，先验信息被编码并且在时间上与Gold码累积。
(9)一种用于接收先验信息的方法，该方法包括：通过接收装置的电路接收传输的信号，传输的信号包括添加到数据信号中的先验信息；通过电路检测传输信号中包括的先验信息；并且基于检测的先验信息确定与传输的信号相关联的采样频率和信道带宽。
(10)根据特征(9)所述的方法，进一步包括：基于确定的信道带宽调整接收传输的信号的调谐器；并且基于确定的采样频率对接收的信号执行模数转换。
(11)根据特征(9)或(10)所述的方法，其中，检测步骤包括：对表示先验信息的啁啾信号进行检测，啁啾信号包括具有等于采样频率的啁啾率并且具有等于信道带宽的最大频率的至少一个突发脉冲。
(12)根据特征(11)所述的方法，其中，检测步骤包括：对传输的信号执行FM解调。
(13)根据特征(11)所述的方法，其中，啁啾信号包括至少两个相同突发脉冲。
(14)根据特征(13)所述的方法，其中，通过至少两个相同突发脉冲中的两个突发脉冲之间的频率变化检测该至少两个相同突发脉冲中的一个突发脉冲的起始。
(15)根据特征(11)至(14)中任一项所述的方法，其中，将啁啾信号添加到COFDM帧中。
(16)根据特征(15)所述的方法，其中，将啁啾信号添加到COFDM帧的前导码中。
(17)根据特征(9)所述的方法，其中，检测步骤包括：对连续导频的相位进行检测；将连续导频的相位与之前的数据载波进行比较；响应确定存在相变，对第一代码进行检测；响应确定不存在相变，对第二代码进行检测；并且基于检测的代码而使用查询表检索采样频率和信道带宽中的一个。
(18)根据特征(17)所述的方法，其中，检测的代码表示编码的先验信息，并且检测先验信息的步骤进一步包括：使检测的代码与储存在存储器中的Gold码累积。
(19)一种传输装置，包括电路，电路被配置为：基于传输的数据信号的采样频率和信道带宽生成先验信息；将先验信息添加到数据信号中；以及将包括已添加的先验信息的数据信号传输至接收装置。
(20)根据特征(19)所述的传输装置，其中，电路被配置为生成表示先验信息的啁啾信号，啁啾信号包括具有等于采样频率的啁啾率并且具有等于信道带宽的最大频率的至少一个突发脉冲。
(21)根据特征(20)所述的传输装置，其中，啁啾信号包括至少两个相同突发脉冲。
(22)根据特征(21)所述的传输装置，其中，通过该至少两个相同突发脉冲中的两个突发脉冲之间的频率变化检测该至少两个相同突发脉冲中的一个突发脉冲的起始。
(23)根据特征(20)至(22)中任一项所述的传输装置，其中，将啁啾信号添加到COFDM帧中。
(24)根据特征(23)所述的传输装置，其中，将啁啾信号添加到COFDM帧的前导码中。
(25)根据特征(19)所述的传输装置，其中，电路被配置为生成表示先验信息的二进制码，先验信息包括采样频率和信道带宽；并且基于二进制码设置连续导频的相位。
(26)根据特征(25)所述的传输装置，其中，先验信息被编码并且在时间上与Gold码累积。
(27)一种接收装置，包括电路，电路被配置为：接收传输的信号，传输的信号包括添加到数据信号的先验信息；对传输信号中包括的先验信息进行检测；并且基于检测的先验信息确定与传输信号相关联的采样频率和信道带宽。
(28)根据特征(27)所述的接收装置，其中，电路被配置为：基于确定的信道带宽调整接收传输的信号的调谐器；并且基于确定的采样频率对接收的信号执行模数转换。
(29)根据特征(27)或(28)所述的接收装置，其中，电路被配置为：检测表示先验信息的啁啾信号，啁啾信号包括具有等于采样频率的啁啾率并且具有等于信道带宽的最大频率的至少一个突发脉冲。
(30)根据特征(29)所述的接收装置，其中，电路被配置为对传输的信号执行FM解调。
(31)根据特征(30)所述的接收装置，其中，啁啾信号包括至少两个相同突发脉冲。
(32)根据特征(31)所述的接收装置，其中，通过至少两个相同突发脉冲中的两个突发脉冲之间的频率变化检测该至少两个相同突发脉冲中的一个突发脉冲的起始。
(33)根据特征(29)至(32)中任一项所述的接收装置，其中，将啁啾信号添加到COFDM帧中。
(34)根据特征(33)所述的接收装置，其中，将啁啾信号添加到COFDM帧的前导码中。
(35)根据特征(27)所述的接收装置，其中，电路被配置为：对连续导频的相位进行检测；将连续导频的相位与之前的数据载波进行比较；响应确定存在相变，对第一代码进行检测；响应确定不存在相变，对第二代码进行检测；并且基于检测的代码而使用查询表来检索采样频率和信道带宽中的一个。
(36)根据特征(35)所述的接收装置，其中，检测的代码表示编码的先验信息，并且检测先验信息的步骤进一步包括：使检测的代码与储存在存储器中的Gold码累积。

Claims (20)

1.一种用于传输先验信息的方法，所述方法包括：
通过传输装置的电路基于要传输的信号的采样频率和信道带宽，生成所述先验信息；
通过所述电路将所述先验信息添加到数据信号；并且
通过所述电路将包括添加的所述先验信息的所述数据信号传输至接收装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成步骤包括：
生成表示所述先验信息的啁啾信号，所述啁啾信号包括具有等于所述采样频率的啁啾比率并且具有等于所述信道带宽的最大频率的至少一个突发脉冲。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述啁啾信号包括至少两个相同的突发脉冲。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过所述至少两个相同的突发脉冲中的两个突发脉冲之间的频率变化检测所述至少两个相同的突发脉冲中的一个突发脉冲的开始。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述啁啾信号添加到COFDM帧。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述啁啾信号添加到所述COFDM帧的前导码。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，生成步骤包括：
生成表示所述先验信息的二进制码，所述先验信息包括所述采样频率和所述信道带宽；并且
基于所述二进制码设置连续导频的相位。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述先验信息被编码并且与Gold码在时间上累积。
9.一种用于接收先验信息的方法，所述方法包括：
通过接收装置的电路接收传输的信号，所述传输的信号包括添加到数据信号的先验信息；
通过所述电路检测所述传输的信号中包括的所述先验信息；以及
基于检测的所述先验信息确定与所述传输的信号相关联的采样频率和信道带宽。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
基于确定的所述信道带宽调整接收所述传输的信号的调谐器；以及
基于确定的所述采样频率对接收的信号执行模数转换。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，检测步骤包括：
对表示所述先验信息的啁啾信号进行检测，所述啁啾信号包括具有等于所述采样频率的啁啾比率和等于所述信道带宽的最大频率的至少一个突发脉冲。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，检测步骤包括：
对所述传输的信号执行FM解调。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述啁啾信号包括至少两个相同的突发脉冲。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过所述至少两个相同的突发脉冲中的两个突发脉冲之间的频率变化检测所述至少两个相同的突发脉冲中的一个突发脉冲的开始。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述啁啾信号添加到COFDM帧。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述啁啾信号添加到所述COFDM帧的前导码。
17.根据权利要求9所述的方法，其中，检测步骤包括：
对连续导频的相位进行检测；
将所述连续导频的所述相位与先前的数据载波进行比较；
响应确定存在相变而对第一代码进行检测；
响应确定不存在相变而对第二代码进行检测；并且
基于检测的代码使用查询表对所述采样频率和所述信道带宽中的一个进行检索。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，
所述检测的代码表示编码的先验信息；并且
所述先验信息的检测步骤进一步包括：使所述检测的代码与存储器中储存的Gold码累积。
19.一种传输装置，包括：
电路，所述电路被配置为：
基于要传输的数据信号的采样频率和信道带宽生成先验信息；
将所述先验信息添加到所述数据信号；并且
将包括已添加的所述先验信息的所述数据信号传输至接收装置。
20.一种接收装置，包括：
电路，所述电路被配置为：
接收传输信号，所述传输信号包括添加到数据信号的先验信息；
对所述传输信号中包括的所述先验信息进行检测；以及
基于已检测的所述先验信息确定与所述传输信号相关联的采样频率和信道带宽。
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