СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА РАДИОСИГНАЛОВ ПО ТЕХНОЛОГИИ ВНУТРИПОЛОСНОЙ ПЕРЕДАЧИ ПО ОДНОМУ КАНАЛУ, ВКЛЮЧАЮЩЕЙ В СЕБЯ КОДИРОВАНИЕ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕМЕНТАРНОГО РАЗРЕЖЕННОГО КОНТРОЛЯ ПО ЧЕТНОСТИ
METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMISSION AND RECEPTION OF IN-BAND ON-CHANNEL RADIO SIGNALS INCLUDING COMPLEMENTARY LOW DENSITY PARITY CHECK CODING

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Данное изобретение относится к способам и устройствам для передачи и приема радиосигналов в системе цифровой широковещательной радиопередачи.
Уровень техники
[0002] Технология цифровой широковещательной радиопередачи доставляет услуги передачи цифрового аудио и данных в мобильные, портативные и стационарные приемные устройства. Один тип цифровой широковещательной радиопередачи, называемой "цифровой широковещательной передачей аудио (DAB) по технологии внутриполосной передачи по одному каналу (IBOC)", использует наземные передающие устройства в существующих полосах средних (MF) и сверхвысоких (VHF) радиочастот. Технология HD RadioTM, разработанная компанией iBiquity Digital Corporation, является одним примером IBOC-реализации для цифровой широковещательной радиопередачи и приема. IBOC DAB-сигналы могут передаваться в гибридном формате, включающем в себя аналоговую модулированную несущую в комбинации с множеством цифровых модулированных несущих, или в полностью цифровом формате, в котором не используется аналоговая модулированная несущая. При использовании гибридного режима, вещатели могут продолжать передавать аналоговую AM и FM одновременно с более высококачественными и более надежными цифровыми сигналами, позволяя себе и своим слушателям преобразовывать из аналоговой в цифровую форму радиосвязь при поддержании текущих выделений частот.
[0003] Один признак систем цифровой передачи представляет собой внутренне присущую способность одновременно передавать как оцифрованное аудио, так и данные. Таким образом, технология также обеспечивает возможность услуг беспроводной передачи данных из AM- и FM-радиостанций. Широковещательные сигналы могут включать в себя метаданные, такие как исполнитель, название песни или позывные станций. Специальные сообщения в отношении событий, трафика и погода также могут быть включены. Например, информация трафика, прогнозы погоды, новости и результаты спортивных соревнований могут прокручиваться через дисплей радиоприемного устройства, в то время как пользователь прослушивает радиостанцию.
[0004] Разработанное решение предоставляет гибкое средство перехода к цифровой широковещательной системе посредством предоставления трех новых типов формы сигнала: гибридный, расширенный гибридный и полностью цифровой. Гибридный и расширенный гибридный типы сохраняют аналоговый FM-сигнал, в то время как полностью цифровой тип не сохраняет. Все три типа формы сигнала соответствуют текущей выделяемой маске спектральных излучений.
[0005] Цифровой сигнал модулируется с использованием мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). OFDM является схемой параллельной модуляции, в которой поток данных модулирует большое число ортогональных поднесущих, которые передаются одновременно. OFDM является по сути гибким, обеспечивая простое преобразование логических каналов в различные группы поднесущих.
[0006] HD-радиосистема позволяет нескольким услугам совместно использовать пропускную способность широковещательной передачи отдельной станции. Один признак систем цифровой передачи представляет собой внутренне присущую способность одновременно передавать как оцифрованное аудио, так и данные. Таким образом, технология также обеспечивает возможность услуг беспроводной передачи данных из AM- и FM-радиостанций. (Базовые) услуги первого поколения включают в себя услугу основной информации программ (MPS) и услугу предоставления информации станций (SIS). Услуги второго поколения, называемые "усовершенствованными услугами поддержки приложений (AAS)", включают в себя предоставление новых информационных услуг, например, многоадресного программирования, электронных расписаний программ, навигационных карт, информации трафика, мультимедийного программирования и другого контента. AAS-инфраструктура предоставляет общую инфраструктуру, чтобы поддерживать разработчиков этих услуг. AAS-инфраструктура предоставляет платформу для большого числа поставщиков услуг и услуг для наземной радиосвязи. Это раскрывает широкие возможности для развертывания широкого ряда услуг (как аудио, так и данных) в системе.
[0007] Национальный комитет по радиосистемам, стандартизирующая организация, спонсируемая посредством Национальной ассоциации вещательных компаний и Ассоциации производителей бытовой электронной аппаратуры, с сентября 2005 года использует IBOC-стандарт, называемый NRSC-5A. NRSC-5A, раскрытие сущности которого содержится в данном документе по ссылке, излагает требования для широковещательной передачи цифрового аудио и вспомогательных данных по широковещательным AM- и FM-каналам. Текущая версия стандарта представляет собой NRSC-5C, который настоящим также содержится по ссылке. Стандарт и его справочные документы содержат подробные пояснения RF-/передающей подсистемы и подсистем с мультиплексированием для транспортировки и услуг.
Сущность изобретения
[0008] В первом аспекте, изобретение предоставляет способ передачи цифровой информации, включающий в себя: прием множества информационных битов, представляющих аудиоинформацию и/или данные; кодирование информационных битов с использованием кодирования на основе комплементарного разреженного контроля по четности, чтобы формировать составное кодовое слово и множество независимо декодируемых кодовых полуслов; модуляцию, по меньшей мере, одного несущего сигнала с кодовыми битами кодовых полуслов; и передачу несущего сигнала(ов).
[0009] В другом аспекте, изобретение предоставляет передающее устройство для широковещательной передачи цифрового радиосигнала. Передающее устройство включает в себя процессор для приема множества информационных битов, представляющих аудиоинформацию и/или данные; и кодирования информационных битов с использованием кодирования на основе комплементарного разреженного контроля по четности, чтобы формировать составное кодовое слово и множество независимо декодируемых кодовых полуслов; и модулятор для модуляции, по меньшей мере, одного несущего сигнала с независимо декодируемыми кодовыми полусловами, чтобы формировать выходной сигнал.
[0010] В другом аспекте, изобретение предоставляет приемное устройство для приема цифрового радиосигнала. Приемное устройство включает в себя ввод для приема радиосигнала, включающего в себя, по меньшей мере, одну несущую, причем несущая модулируется посредством множества информационных битов, представляющих аудиоинформацию и/или данные, кодированные в составном кодовом слове, и множества независимо декодируемых кодовых полуслов на основе комплементарного разреженного контроля по четности; и процессор для формирования выходного сигнала в ответ на принимаемый радиосигнал.
[0011] В другом аспекте, изобретение предоставляет способ, включающий в себя: составление кодовых слов на основе комплементарного разреженного контроля по четности посредством формирования первого кодового слова, имеющего первую кодовую скорость; и сегментацию первого кодового слова посредством назначения групп битов первого кодового слова четырем четвертям сегмента, при этом каждая из четвертей сегмента включает в себя биты в одной половине одного из четырех независимо декодируемых кодовых полуслов, имеющих вторую кодовую скорость, которая превышает первую кодовую скорость.
[0012] В другом аспекте, изобретение предоставляет способ, включающий в себя: составление кодовых слов на основе комплементарного разреженного контроля по четности посредством формирования первого кодового полуслова, включающего в себя информационные биты и первые биты четности; перестановку и повторное кодирование информационных битов первого кодового полуслова таким образом, чтобы формировать вторые биты контроля по четности, и формирование второго кодового полуслова, включающего в себя информационные биты и вторые биты четности; формирование третьего кодового полуслова из информационных битов первого кодового полуслова плюс первой половины битов четности из каждого из первого кодового полуслова и второго кодового полуслова; и формирование четвертого кодового полуслова из информационных битов первого кодового полуслова плюс второй половины битов четности из каждого из первого кодового полуслова и второго кодового полуслова.
Краткое описание чертежей
[0013] Фиг. 1 является блок-схемой системы передачи для использования в системе цифровой широковещательной радиопередачи по технологии внутриполосной передачи по одному каналу.
[0014] Фиг. 2 является схематичным представлением формы гибридного FM IBOC-сигнала.
[0015] Фиг. 3 является схематичным представлением другой формы гибридного FM IBOC-сигнала.
[0016] Фиг. 4 является схематичным представлением другой формы гибридного FM IBOC-сигнала.
[0017] Фиг. 5 является схемой, которая иллюстрирует часть обработки сигналов в передающем FM IBOC-устройстве.
[0018] Фиг. 6 является схематичным представлением примера сегментации кодового слова.
[0019] Фиг. 7 является блок-схемой примера последовательности сигналов с прямой коррекцией ошибок (FEC) на основе комплементарного разреженного контроля по четности (CLDPC).
[0020] Фиг. 8 является схематичным представлением другого примера сегментации кодового слова.
[0021] Фиг. 9 является блок-схемой другого примера последовательности CLDPC FEC-сигналов.
[0022] Фиг. 10 является схематичным представлением другого примера сегментации кодового слова.
[0023] Фиг. 11 является блок-схемой другого примера последовательности CLDPC FEC-сигналов.
[0024] Фиг. 12 является схематичным представлением другого примера сегментации кодового слова.
[0025] Фиг. 13 является блок-схемой другого примера последовательности CLDPC FEC-сигналов.
[0026] Фиг. 14 является схематичным представлением другого примера сегментации кодового слова.
[0027] Фиг.15 является блок-схемой другого примера последовательности CLDPC FEC-сигналов.
[0028] Фиг.16 является схематичным представлением другого примера сегментации кодового слова.
[0029] Фиг.17 является функциональной блок-схемой приемного FM IBOC DAB-устройства.
Подробное описание изобретения
[0030] Со ссылкой на чертежи, фиг.1 является функциональной блок-схемой релевантных компонентов студийного узла 10, передающего FM-узла 12 и студийной передающей линии 14 связи (STL), которые могут использоваться для того, чтобы передавать в широковещательном режиме FM IBOC-сигнал. Студийный узел включает в себя, в числе прочего, студийное автоматизированное оборудование 34, многомашинный центр 16 управления (EOC), который включает в себя модуль 18 импорта, модуль 20 экспорта, возбуждающий вспомогательный служебный модуль 22 (EASU) и передающее STL-устройство 48. Передающий узел включает в себя приемное STL-устройство 54, цифровой модуль 56 возбуждения, который включает в себя подсистему 58 механизма модуля возбуждения (возбмеха) и аналоговый модуль 60 возбуждения. Хотя на фиг.1 модуль экспорта постоянно размещается в студийном узле радиостанции, а модуль возбуждения расположен в передающем узле, эти элементы могут совместно размещаться в передающем узле.
[0031] В студийном узле студийное автоматизированное оборудование предоставляет аудио 42 в формате услуги основной информации программ (MPS) в EASU, MPS-данные 40 в модуль экспорта, аудио 38 в формате услуги вспомогательной информации программ (SPS) в модуль импорта и SPS-данные 36 в модуль импорта. MPS-аудио служит в качестве основного источника аудиопрограммирования. В гибридных режимах, оно сохраняет существующие аналоговые форматы радиопрограммирования как при аналоговых, так и при цифровых передачах. MPS-данные, также известные как данные об услугах информации программ (PSD), включают в себя такую информацию, как название музыкальной композиции, исполнитель, название альбома и т.д. Услуга вспомогательной информации программ может включать в себя дополнительный аудиоконтент, а также ассоциированные с программами данные.
[0032] Модуль импорта содержит аппаратные средства и программное обеспечение для предоставления усовершенствованных услуг поддержки приложений (AAS). "Услуга" представляет собой контент, который доставляется пользователям через широковещательную IBOC-передачу, и AAS может включать в себя любой тип данных, которые не классифицированы в качестве MPS, SPS или услуги предоставления информации станций (SIS). SIS предоставляет информацию станций, такую как позывной, абсолютное время, позиция, коррелированная с GPS, и т.д. Примеры AAS-данных включают в себя информацию трафика и погоды в реальном времени, обновления навигационных карт или другие изображения, электронные расписания программ, мультимедийное программирование, другие услуги передачи аудио и другой контент. Контент для AAS может предоставляться посредством поставщиков 44 услуг, которые предоставляют данные 46 об услугах в модуль импорта через интерфейс прикладного программирования (API). Поставщики услуг могут представлять собой вещателя, расположенного в студийном узле, или сторонних поставщиков услуг и контента с внешними источниками. Модуль импорта может устанавливать сеансовые соединения между несколькими поставщиками услуг. Модуль импорта кодирует и мультиплексирует данные 46 об услугах, SPS-аудио 38 и SPS-данные 36, чтобы формировать данные 24 для передачи по линии связи модуля экспорта, которые выводятся в модуль экспорта через линию связи для передачи данных.
[0033] Модуль 20 экспорта содержит аппаратные средства и программное обеспечение, необходимые для того, чтобы предоставлять услугу основной информации программ и SIS для широковещательной передачи. Модуль экспорта принимает цифровое MPS-аудио 26 по аудиоинтерфейсу и сжимает аудио. Модуль экспорта также мультиплексирует MPS-данные 40, данные 24 для передачи по линии связи модуля экспорта и сжатое цифровое MPS-аудио, чтобы формировать данные 52 для передачи по линии связи модуля возбуждения. Помимо этого, модуль экспорта принимает аналоговое MPS-аудио 28 по своему аудиоинтерфейсу и применяет предварительно запрограммированную задержку к нему, чтобы формировать задержанный аналоговый MPS-аудиосигнал 30. Это аналоговое аудио может быть передано в широковещательном режиме в резервном канале для гибридных широковещательных IBOC-передач. Задержка компенсирует задержку в системе цифрового MPS-аудио, позволяя приемным устройствам выполнять смешивание между цифровой и аналоговой программой без сдвига во времени. В системе AM-передачи задержанный MPS-аудиосигнал 30 преобразуется посредством модуля экспорта в моносигнал и отправляется непосредственно в STL в качестве части данных 52 для передачи по линии связи модуля возбуждения.
[0034] EASU 22 принимает MPS-аудио 42 из студийного автоматизированного оборудования, преобразует его по скорости в надлежащий системный синхросигнал и выводит две копии сигнала, одну цифровую (26) и одну аналоговую (28). EASU включает в себя приемное GPS-устройство, которое соединяется с антенной 25. Приемное GPS-устройство позволяет EASU извлекать ведущий синхросигнала, который синхронизирован с синхросигналом модуля возбуждения посредством использования GPS-модулей. EASU предоставляет ведущий системный синхросигнал, используемый посредством модуля экспорта. EASU также используется для того, чтобы обходить (или перенаправлять) аналоговое MPS-аудио без прохождения через модуль экспорта, в случае если модуль экспорта имеет катастрофический сбой и больше не является функциональным. Обойденное аудио 32 может подаваться непосредственно в передающее STL-устройство, исключая событие мертвого эфира.
[0035] Передающее STL-устройство 48 принимает задержанное аналоговое MPS-аудио 50 и данные 52 для передачи по линии связи модуля возбуждения. Оно выводит данные для передачи по линии связи модуля возбуждения и задержанное аналоговое MPS-аудио по STL-линии 14 связи, которая может быть однонаправленной или двунаправленной. STL-линия связи может быть цифровой микроволновой или Ethernet-линией связи, например, и может использовать стандартный протокол пользовательских датаграмм или стандартный TCP/IP.
[0036] Передающий узел включает в себя приемное STL-устройство 54, модуль 56 возбуждения и аналоговый модуль 60 возбуждения. Приемное STL-устройство 54 принимает данные для передачи по линии связи модуля возбуждения, включающие в себя аудиосигналы и сигналы данных, а также командные и управляющие сообщения, по STL-линии 14 связи. Данные для передачи по линии связи модуля возбуждения передаются в модуль 56 возбуждения, который формирует форму IBOC-сигнала. Модуль возбуждения включает в себя хост-процессор, цифровой преобразователь с повышением частоты, RF-преобразователь с повышением частоты и подсистему 58 возбмеха. Возбмех принимает данные для передачи по линии связи модуля возбуждения и модулирует цифровую часть формы IBOC-сигнала. Цифровой преобразователь с повышением частоты модуля 56 возбуждения преобразует из цифровой в аналоговую форму часть в полосе модулирующих частот вывода возбмеха. Цифро-аналоговое преобразование основано на GPS-синхросигнале, общем для GPS-синхросигнала касательно синхросигнала на основе GPS модуля экспорта, извлекаемого из EASU. Таким образом, модуль 56 возбуждения включает в себя GPS-модуль и антенну 57. RF-преобразователь с повышением частоты модуля возбуждения преобразует с повышением частоты аналоговый сигнал в надлежащую внутриполосную частоту канала. Преобразованный с повышением частоты сигнал затем передается в усилитель 62 высокой мощности и антенну 64 для широковещательной передачи. В системе AM-передачи, подсистема возбмеха когерентно добавляет резервное аналоговое MPS-аудио в цифровую форму сигнала в гибридном режиме; в силу этого система AM-передачи не включает в себя аналоговый модуль 60 возбуждения. Помимо этого, модуль 56 возбуждения формирует информацию фазы и абсолютной величины, и аналоговый сигнал выводится непосредственно в усилитель высокой мощности.
[0037] Обработка сигналов в передающих устройствах и приемных устройствах IBOC-радиосистемы может реализовываться с использованием многоуровневого стека логических протоколов. Пример стека логических протоколов показан в патенте (США) №8111716, который настоящим содержится по ссылке. Обработка сигналов, описанная на фиг.5 ниже, может выполняться на уровне 1 (т.е. на физическом уровне) стека логических протоколов.
[0038] IBOC-сигналы могут передаваться в полосах AM- и FM-радиочастот, с использованием множества форм сигналов. Формы сигналов включают в себя форму гибридного FM IBOC-сигнала, форму полностью цифрового FM IBOC-сигнала, форму гибридного AM IBOC-сигнала и форму полностью цифрового AM IBOC-сигнала.
[0039] Фиг. 2 является схематичным представлением формы 70 гибридного FM IBOC-сигнала. Форма сигнала включает в себя аналоговый модулированный сигнал 72, расположенный в центре широковещательного канала 74, первое множество равномерно разнесенных мультиплексированных с ортогональным частотным разделением каналов поднесущих 76 в верхней боковой полосе 78 частот и второе множество равномерно разнесенных мультиплексированных с ортогональным частотным разделением каналов поднесущих 80 в нижней боковой полосе 82 частот. Цифровые модулированные поднесущие разделены на сегменты, и различные поднесущие называются "опорными поднесущими". Частотный сегмент является группой из 19 OFDM-поднесущих, содержащих 18 поднесущих данных и одну опорную поднесущую.
[0040] Форма гибридного сигнала включает в себя аналоговый FM-модулированный сигнал плюс цифровую модулированную первичную основную поднесущую. Поднесущие расположены в равномерно разнесенных частотных местоположениях. Местоположения поднесущих пронумерованы от -546 до +546. В форме сигнала по фиг. 2, поднесущие находятся в местоположениях от +356 до +546 и от -356 до -546. Каждая первичная основная боковая полоса частот состоит из десяти частотных сегментов. Поднесущие 546 и-546, также включенные в первичные основные боковые полосы частот, представляют собой дополнительные опорные поднесущие. Амплитуда каждой поднесущей может масштабироваться посредством коэффициента масштабирования амплитуды.
[0041] Фиг. 3 является схематичным представлением формы 90 расширенного гибридного FM IBOC-сигнала. Форма расширенного гибридного сигнала создана посредством добавления первичных расширенных боковых полос 92, 94 частот в первичные основные боковые полосы частот, присутствующие в форме гибридного сигнала. Один, два или четыре частотных сегмента могут добавляться к внутреннему краю каждой первичной основной боковой полосы частот. Форма расширенного гибридного сигнала включает в себя аналоговый FM-сигнал плюс цифровую модулированную первичную основную поднесущую (поднесущие от +356 до +546 и от -356 до -546) и некоторые или все первичные расширенные поднесущие (поднесущие от +280 до +355 и от -280 до -355).
[0042] Верхние первичные расширенные боковые полосы частот включают в себя поднесущие 337-355 (один частотный сегмент), 318-355 (два частотных сегмента) или 280-355 (четыре частотных сегмента). Нижние первичные расширенные боковые полосы частот включают в себя поднесущие от -337 до -355 (один частотный сегмент), от -318 до -355 (два частотных сегмента) или от -280 до -355 (четыре частотных сегмента). Амплитуда каждой поднесущей может масштабироваться посредством коэффициента масштабирования амплитуды.
[0043] Фиг. 4 является схематичным представлением формы 100 расширенного гибридного FM IBOC-сигнала. Форма расширенного гибридного сигнала создана посредством добавления первичных расширенных боковых полос 102, 104 частот в первичные основные боковые полосы частот, присутствующие в форме гибридного сигнала. Один, два или четыре частотных сегмента могут добавляться к внутреннему краю каждой первичной основной боковой полосы частот. Форма расширенного гибридного сигнала включает в себя аналоговый FM-сигнал плюс цифровую модулированную первичную основную поднесущую (поднесущие от +356 до +546 и от -356 до -546) и некоторые или все первичные расширенные поднесущие (поднесущие от +318 до +355 и от -318 до -355).
[0044] Верхние первичные расширенные боковые полосы частот включают в себя поднесущие 337-355 (один частотный сегмент) или 318-355 (два частотных сегмента). Нижние первичные расширенные боковые полосы частот включают в себя поднесущие от -337 до -355 (один частотный сегмент) или от -318 до -355 (два частотных сегмента). Амплитуда каждой поднесущей может масштабироваться посредством коэффициента масштабирования амплитуды.
[0045] В каждой из форм сигналов фиг.2-4, цифровой сигнал модулируется с использованием мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). OFDM является схемой параллельной модуляции, в которой поток данных модулирует большое число ортогональных поднесущих, которые передаются одновременно. OFDM является по сути гибким, обеспечивая простое преобразование логических каналов в различные группы поднесущих.
[0046] В проиллюстрированных формах гибридного сигнала, цифровой сигнал передается на множестве поднесущих в боковых полосах частот на обеих сторонах аналогового FM-сигнала. Уровень мощности каждой боковой полосы частот заметно ниже полной мощности в аналоговом FM-сигнале. Аналоговый сигнал может быть моно- или стерео- и может включать в себя каналы разрешения на связь во вспомогательных полосах частот (SCA).
[0047] Здесь представлена технология прямой коррекции ошибок (FEC) для цифровой радиосистемы по IBOC (по технологии внутриполосной передачи по одному каналу). Этот FEC-код упоминается в качестве кодирования на основе комплементарного разреженного контроля по четности (CLDPC). CLDPC-кодирование разработано с возможностью приспосабливать вероятные сценарии помех, встречающиеся в широковещательном IBOC-канале.
[0048] Коды разреженного контроля по четности представляют собой тип крупноблочного кода прямой коррекции ошибок (FEC). Вследствие большого размера (типично множество тысяч битов в каждом кодовом слове), их производительность коррекции ошибок может приближаться к теоретическому пределу (Шеннона). Известно, что очень большие коды могут приближаться к этому теоретическому пределу производительности, но стандартные технологии кодирования и декодирования этих кодов раньше считались непрактичными несколько десятилетий назад, когда была обнаружена практичная технология итеративного декодирования для специально составленного LDPC-кода. Эта технология субоптимального итеративного декодирования основана на "доверительном распространении", и сложность резко снижается посредством необходимости разреженной матрицы контроля по четности вместе с некоторыми правилами, чтобы обеспечивать то, что все входные информационные биты достаточно представлены в разреженном контроле по четности. Сегодня известно, что этот LDPC-код с его ограничениями по составлению, правилами разреженного и простого субоптимального итеративного декодирования при этом позволяет достигать производительности около теоретических пределов. Производительность и итеративная природа LDPC-кодов являются аналогичными другому классу итеративных сверточных кодов, называемых "турбокодами".
[0049] LDPC-коды разрабатываются с использованием различных способов. Предусмотрены регулярные и нерегулярные LDPC-коды, созданные с использованием различных технологий составления. Предусмотрены систематические и несистематические LDPC-коды, при этом систематические коды содержат все исходные информационные биты в кодовом слове, а также дополнительные биты кода контроля по четности, а несистематические LDPC-коды состоят из только битов кода контроля по четности. Не так распространено то, что LDPC-код может составляться в качестве сверточного кода и может завершаться в качестве блока и декодироваться с использованием завершения на основе дополнения битами концевой части. Сверточный LDPC-код имеет аналогичную производительность с блочным кодом, но является немного более гибким в отношении размера кодированного блока, поскольку он может завершаться почти при произвольном размере. Размер блочного LDPC-кода является фиксированным для каждого кода (матрицы контроля по четности), тогда как размер сверточного LDPC-кода может завершаться при различных длинах без изменения генератора (контроля по четности). Все эти способы составления LDPC-кода могут быть применимыми к CLDPC-коду, описанному в данном документе.
[0050] Как частотное, так и временное разнесение может быть использовано в передаваемом IBOC-сигнале для того, чтобы обеспечивать в результате высокую производительность в присутствии помех или затухания. Технология модуляции цифровых сигналов представляет собой кодовое мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (COFDM). Эта технология размещает определенное число узкополосных поднесущих на любом конце полосы пропускания канала, приводя к нижней боковой полосе частот (LSB) и верхней боковой полосе частот (USB). Для временного разнесения информация, которая передается в IBOC-сигнале, разделена на основной канал и резервный канал. Основные и резервные каналы разделяются во времени. Для частотного разнесения информация основного и резервного канала передается на поднесущих как в нижней, так и в верхней боковых полосах частот.
[0051] Поскольку LSB или USB может быть повреждена посредством первого соседнего сигнала (вследствие спектрального уплотнения и выделений частот в смежных городах), код, используемый для того, чтобы передавать информацию основного и резервного канала, должен разрешать достаточное декодирование на одной боковой полосе частот, когда другая повреждается. Идентичная информация переносится на каждой боковой полосе частот, хотя каждый из них использует половину блочного CLDPC-кода, и поврежденная половина эффективно прорежена. Блочный код половинного размера на каждой боковой полосе частот задается как кодовое полуслово. Начальная буква C в CLDPC означает комплементарные свойства пары кодовых полуслов, содержащих составное кодовое CLDPC-слово. Таким образом, каждое кодовое полуслово само по себе также должно быть хорошим LDPC-кодом. Когда обе боковых полосы частот доступны, составное кодовое CLDPC-слово имеет большую мощность по сравнению с кодовыми полусловами. Полный CLDPC-код, охватывающий обе боковых полосы частот, имеет преимущество по энергии в 3 дБ по сравнению с одной боковой полосой частот, плюс дополнительное усиление при кодировании, если кодовые полуслова не являются точными копиями. Конечно, выигрыш от разнесения в боковой полосе частот также является преимуществом при неоднородных помехах, а также частотно-избирательным затухании.
[0052] Временное разнесение также может быть использовано для того, чтобы повышать производительность при затухании и приспосабливать короткие блокирования сигнала (например, при движении под мостом). Временное разнесение частично выполняется через поблочное перемежение. Тем не менее, некоторые дополнительные преимущества реализуются, если CLDPC-код снова сегментируется на два или более кодовых полуслова. Одно кодовое полуслово (представляющее информацию основного канала, заданную в качестве основного кодового полуслова, и сокращенно представляемое как "M"), передается сначала с относительно длинным модулем перемежения, в то время как второе кодовое полуслово (представляющее информацию резервного канала, заданную в качестве резервного кодового полуслова, и сокращенно представляемое как "B"), передается после нескольких секунд с более коротким модулем перемежения. Этот короткий модуль перемежения должен составлять порядка 100 мс (вместо нескольких секунд), чтобы минимизировать время настройки и приспосабливать быстрое получение на резервном канале. Это временное разнесение предлагает повышенную производительность в затухании, при этом основные и резервные кодовые полуслова с меньшей вероятностью одновременно повреждаются. Оно также обеспечивает защиту при потере сигнала в то время, когда автомобиль движется под мостом. Полный перебой в передаче сигналов меньше длительности задержки на разнесение может допускаться. Ниже описываются дополнительные кодовые полуслова L (представляющее информацию, которая должна быть передана на нижней боковой полосе частот) и U (представляющее информацию, которая должна быть передана на верхней боковой полосе частот).
[0053] Основные требования для CLDPC-кода включают в себя способность разделять исходный код на различные возможно перекрывающиеся кодовые сегменты, при этом каждый сегмент содержит кодовое полуслово. Кодовые полуслова задаются как основное, резервное, нижнее и верхнее (называются в данном документе "M-, B-, L- и U-сегментами"). Перекрывающиеся кодовые сегменты представляют собой кодовые сегменты, которые включают в себя, по меньшей мере, некоторые общие биты. Каждый из сегментов должен существовать в качестве хорошего кода.
[0054] Важно оптимизировать производительность основных и резервных сегментов в качестве пары приблизительно симметричных, комплементарных неперекрывающихся сегментов. Неперекрывающиеся сегменты представляют собой сегменты, которые не содержат общие биты. Также важно оптимизировать производительность нижних и верхних боковых полос частот в качестве пары приблизительно симметричных, комплементарных неперекрывающихся сегментов, когда используются обе боковых полосы частот.
[0055] Конечно, все кодовые сегменты должны представлять собой некатастрофические коды.
[0056] В одном варианте осуществления, CLDPC-коды могут быть созданы посредством сегментации более длинного (с более низкой скоростью, например, R=1/3) LDPC-кода. Тем не менее, также можно создавать этот код с более низкой скоростью посредством составления его из более коротких кодов (с более высокой скоростью), чтобы обеспечивать то, что он может быть сегментирован. FEC-код требует надлежащих шаблонов прореживания, чтобы предоставлять хорошие результаты. Шаблон прореживания должен предоставлять кодовые биты для комплементарных компонентов верхней боковой полосы частот и нижней боковой полосы частот. Каждая боковая полоса частот требуется для того, чтобы предоставлять код хорошего качества в случае повреждения другой боковой полосы частот. Код должен также быть сегментирован для разнесения с основными и резервными компонентами. Каждый комплементарный компонент кодируется с использованием кода с более высокой скоростью (например, со скоростью 2/3), формируя более низкую комбинированную кодовую скорость (например, 1/3).
[0057] Шаблон FEC-прореживания распределен между основным каналом и резервным каналом. Резервный канал используется для быстрой настройки и предоставляет временное разнесение, чтобы уменьшать эффекты прерывистых блокировок. Фиг.5 является схемой, которая иллюстрирует часть обработки сигналов в передающем FM IBOC-устройстве. Аудиоинформация и информация в виде данных вводится, как проиллюстрировано посредством стрелки 110. Эта информация ассемблируется в кадры аудиопакетов и данных, как показано на этапе 112. Опорные несущие (как описано в патенте (США) №7305056 "Coherent Tracking For FM In-Band On-Channel Receivers") формируются, как показано на этапе 114, и синхронизируются с аудиокадрами и кадрами данных. Информация в аудиокадрах и кадрах данных может скремблироваться, как показано на этапе 116, и необязательно кодироваться и перемежаться, как показано на этапе 118 (если требуется внешний код, к примеру, код Рида-Соломона). Это формирует k информационных (плюс необязательных RS) битов/кодовое слово, которые вводятся в CLDPC-кодер 120.
[0058] CLDPC-кодер обрабатывает входящие биты, чтобы формировать множество кодовых полуслов, имеющих n битов/кодовое слово. Эти кодовые CLDPC-полуслова представляют информацию, которая должна быть передана по основным M- и резервным B-сегментам, а также U- и L-сегментам.
[0059] Группы битов кодового полуслова назначаются резервной верхней четверти BU сегмента, резервной нижней четверти BL сегмента, основной верхней четверти MU сегмента и основной нижней четверти ML сегмента. Биты в нижних четвертях сегмента должны передаваться на поднесущих в нижней боковой полосе частот IBOC-сигнала, а биты в верхних четвертях сегмента должны передаваться на поднесущих в верхней боковой полосе частот IBOC-сигнала. Верхние резервные и нижние резервные четверти сегмента задерживаются 122 относительно верхних основных и нижних основных четвертей сегмента и перемежаются, как показано на этапе 124. Перемеженная BL-четверть сегмента преобразуется 126 в OFDM-поднесущие в нижней боковой полосе частот радиосигнала по технологии внутриполосной передачи по одному каналу, и перемеженная BU-информация преобразуется 128 в OFDM-поднесущие в верхней боковой полосе частот радиосигнала по технологии внутриполосной передачи по одному каналу.
[0060] Основная информация перемежается, как показано на этапе 130. Перемеженная ML-четверть сегмента преобразуется 126 в OFDM-поднесущие в нижней боковой полосе частот радиосигнала по технологии внутриполосной передачи по одному каналу, и перемеженная MU-четверть сегмента преобразуется 128 в OFDM-поднесущие в верхней боковой полосе частот радиосигнала по технологии внутриполосной передачи по одному каналу. Символы нижней боковой полосы частот затем доставляются на линиях 132, и символы верхней боковой полосы частот доставляются на линиях 134. Поднесущие модулируются и подвергаются уменьшению отношения пиковой мощности к средней мощности, как показано на этапе 136, чтобы формировать сигнал на линии 138, который может быть преобразован с повышением частоты для передачи в качестве радиосигнала по технологии внутриполосной передачи по одному каналу, с использованием, например, передающего устройства, показанного на фиг. 1.
[0061] Составное кодовое CLDPC-слово сегментировано на независимо декодируемые "кодовые полуслова". Кодовые полуслова разделяются на четверти сегмента, в которых повреждение вследствие помех и затухания типично декоррелируется. Это является предпочтительным по сравнению со случайным перемежением (без сегментации), поскольку кодовые полуслова также являются хорошими LDPC-кодами. Декодирование по алгоритму мягких решений может использоваться для всего кодового слова, в то время как поврежденные компоненты надлежащим образом взвешиваются или стираются.
[0062] Это обеспечивает возможность декодирования при наиболее вероятно нарушенных условиях, оставляющих, по меньшей мере, одно практически осуществимое кодовое полуслово. Составное кодовое слово имеет дополнительную энергию и усиление при кодировании, когда оба кодовых полуслова доступны.
[0063] В общем, предусмотрено 2 технологии для создания CLDPC-кода. Первая технология начинается с кодового слова с низкой скоростью (например, R=1/3). Это кодовое слово с низкой скоростью затем сегментировано на кодовые полуслова (которые могут обозначаться L, U, M и B), таким образом, что кодовые полуслова (например, R=2/3) являются независимо декодируемыми с "хорошей" производительностью. Группы битов кодовых полуслов затем назначаются 4 четвертям сегмента: BL, BU, ML и MU, где L=BL+ML, U=BU+MU, M=ML+MU и B=BL+BU. Поскольку кодовые полуслова, в общем, не являются систематическими, производительность кодовых полуслов должна проверяться. Эта технология должна приводить к CLDPC-кодам, имеющим наибольшую комбинированную производительность, но с кодовыми полусловами, которые не могут быть оптимальными, поскольку они ограничены посредством сегментации. Систематические CLDPC-коды содержат информационные биты в каждом кодовом слове, тогда как несистематические CLDPC-коды состоят только из битов контроля по четности. Производительность кодовых полуслов может проверяться с использованием, например, компьютерного поиска.
[0064] Вторая технология начинается посредством формирования кодового полуслова B. Идентичные информационные биты затем переставляются и повторно кодируются, чтобы формировать новые биты контроля по четности, чтобы формировать комплементарное кодовое полуслово M. Кодовое полуслово L затем формируется из исходных информационных битов плюс половины битов четности из каждого B и M. Затем, кодовое полуслово U может формироваться из исходных информационных битов плюс оставшейся половины битов четности или просто битов четности для несистематического кода. Затем производительность L и U верифицируется, и биты четности повторно сегментируются, если производительность не является приемлемой. Это должно приводить к кодовым CLDPC-словам, имеющим наибольшую производительность кодового полуслова для B и M, но комбинированная производительность не является оптимальной, поскольку информационные биты возникают дважды. Технологии составления, используемые для того, чтобы создавать L и U, могут меняться местами с технологиями для создания B и M, если повреждение в одной боковой полосе частот является более вероятным по сравнению с временными перебоями. Систематические CLDPC-коды содержат информационные биты в каждом кодовом слове, тогда как несистематические CLDPC-коды состоят только из битов контроля по четности.
[0065] Фиг. 6 является схематичным представлением примера сегментации кодового слова CLDPC-кода со скоростью 1/3 с использованием технологии 1. В этом примере, кодовое слово 150 включает в себя 4608 информационных битов и 9216 битов контроля по четности. Информационные биты разделены на четыре группы по 1152 битов. Биты четности разделены на четыре группы по 2304 битов. Одна из групп информационных битов и одна из групп битов контроля по четности преобразуются в каждую BL (резервную нижнюю), BU (резервную верхнюю), ML (основную нижнюю) и MU (основную верхнюю) четверть сегмента. Биты выбираются таким образом, что они формируют несистематические некатастрофические кодовые полуслова со скоростью 2/3, идентифицированные в качестве битов, обведенных посредством овалов 152, 154, 156 и 158. Эти кодовые полуслова могут передаваться в радиосигнале по технологии внутриполосной передачи по одному каналу, проиллюстрированном на фиг.4, который включает в себя верхнюю и нижнюю боковые полосы частот в 84 кГц, имеющие 229 поднесущих. Пропускная способность передачи информации составляет приблизительно 100 Кбит/с. Кодовые полуслова могут быть комбинированы в приемном устройстве, чтобы формировать составное кодовое слово со скоростью 1/3. В этом примере, кодовое полуслово L включает в себя одну половину битов каждого из кодовых полуслов B и M, и кодовое полуслово U включает в себя другую половину битов каждого из кодовых полуслов B и M.
[0066] Фиг. 6 также показывает сегментацию двумерного перекрывающегося кодового слова. Частотное разнесение предоставляется посредством верхних и нижних боковых полос частот, которые передают кодовые полуслова U и L. Временное разнесение предоставляется посредством основных/резервных кодовых полуслов M и B. BL, BU, ML и MU представляют перекрывающиеся четверти сегмента. Каждая четверть сегмента содержит половину из 2 кодовых полуслов. Каждый бит кодового слова назначается BL, BU, ML или MU. Составные кодовые слова состоят из кодовых полуслов в качестве: B=BL+BU, M=ML+MU, L=BL+ML и U=BU+MU. Кодовое полуслово B может передаваться после M с задержкой на разнесение примерно в 4 секунды. Кодовое полуслово B состоит из BL и BU.
[0067] Фиг. 7 является блок-схемой примера последовательности CLDPC-сигналов с прямой коррекцией ошибок (FEC). В этом примере, 4608 информационных битов вводятся на линии 160 и кодируются с использованием генератора 162 кода со скоростью 1/3, чтобы формировать кодовое CLDPC-слово, имеющее 13824 бита на линии 164. Кодовое CLDPC-слово демультиплексируется 166, чтобы формировать четыре группы информационных битов и битов контроля по четности, проиллюстрированных на фиг.6. Эти четыре группы битов мультиплексируются 168, чтобы формировать четыре группы битов на линиях 170, 172, 174 и 176, которые преобразуются в BL-, BU-, ML- и MU-четверти сегмента. Задержки 178 и 180 на разнесение добавляются в биты для BU- и BL-сегментов.
[0068] Фиг. 8 является схематичным представлением другого примера сегментации кодового слова с использованием CLDPC-кода со скоростью 1/2 (плюс избыточных информационных битов) с использованием технологии 2. В этом примере, кодовое слово 190 включает в себя 4608 информационных битов и 4608 битов контроля по четности. Информационные биты разделены на две группы по 2304 битов. Биты четности разделены на четыре группы по 1152 битов. Одна из групп информационных битов и одна из групп битов контроля по четности преобразуются в каждую из BL-, BU-, ML- и MU-четвертей сегмента. Следует отметить, что две группы 2304 информационных битов избыточно преобразованы в две четверти сегмента. Биты выбираются и преобразуются таким образом, что они формируют систематические некатастрофические кодовые полуслова со скоростью 2/3, идентифицированные в качестве битов, обведенных посредством овалов 192, 194, 196 и 198. Эти кодовые полуслова могут передаваться в радиосигнале по технологии внутриполосной передачи по одному каналу, проиллюстрированном на фиг.4, который включает в себя верхнюю и нижнюю боковые полосы частот в 84 кГц, имеющие 229 поднесущих. Пропускная способность передачи информации составляет приблизительно 100 Кбит/с. Кодовые полуслова могут быть комбинированы в приемном устройстве, чтобы формировать составное кодовое слово со скоростью 1/3.
[0069] Фиг. 9 является блок-схемой примера последовательности CLDPC-сигналов с прямой коррекцией ошибок (FEC). В этом примере, 4608 информационных битов вводятся на линии 200 и кодируются с использованием генератора 202 кода со скоростью 2/2, чтобы формировать кодовое CLDPC-слово, имеющее 9216 битов на линии 204. Кодовое CLDPC-слово демультиплексируется 206, чтобы формировать четыре группы информационных битов и битов контроля по четности, проиллюстрированных на фиг.8. Эти четыре группы битов мультиплексируются в четверти 208 сегмента, чтобы формировать четыре группы битов на линиях 210, 212, 214 и 216, которые преобразуются в BL-, BU-, ML- и MU-четверти сегмента. Задержки 218 и 220 на разнесение добавляются в биты для BU- и BL-четвертей сегмента.
[0070] Фиг. 10 является схематичным представлением другого примера сегментации кодового слова с использованием CLDPC-кода со скоростью 1/2. Она является почти идентичной сегментации кодового слова по фиг. 8, за исключением способа, которым формируются биты четности. Следует начинать посредством формирования кодового CLDPC-слова R=2/3 и затем создавать второе кодовое CLDPC-слово посредством простой перестановки информационных битов, чтобы формировать новый набор битов контроля по четности. Это приводит ко второму кодовому CLDPC-слову R=2/3 с избыточными информационными битами. Результат является почти идентичным сегментации по фиг. 8. Преимущество здесь состоит в том, что необходимо задавать только один хороший LDPC-код R=2/3, поскольку второе кодовое слово создано через перестановку реплицируемых информационных битов. В этом примере, кодовое слово 230 включает в себя 4608 информационных битов и две группы 2304 битов контроля по четности. Информационные биты разделены на две группы по 2304 битов. Биты четности разделены на четыре группы по 1152 битов. Одна из групп информационных битов и одна из групп битов контроля по четности преобразуются в каждую из BL-, BU-, ML- и MU-четвертей сегмента. Следует отметить, что две группы 2304 информационных битов избыточно преобразованы в две четверти сегмента. Биты выбираются таким образом, что они формируют систематические некатастрофические кодовые полуслова со скоростью 2/3, идентифицированные в качестве битов, обведенных посредством овалов 232, 234, 236 и 238. Эти кодовые полуслова могут передаваться в радиосигнале по технологии внутриполосной передачи по одному каналу, проиллюстрированном на фиг. 4, который включает в себя верхнюю и нижнюю боковые полосы частот в 84 кГц, имеющие 229 поднесущих. Пропускная способность передачи информации составляет приблизительно 100 Кбит/с. Кодовые полуслова могут быть комбинированы в приемном устройстве, чтобы формировать составное кодовое слово со скоростью 1/3.
[0071] Фиг.11 является блок-схемой примера последовательности CLDPC-сигналов с прямой коррекцией ошибок (FEC). В этом примере, 4608 информационных битов вводятся на линии 250 и кодируются с использованием генератора 252 кода со скоростью 2/3, чтобы формировать кодовое CLDPC-слово, имеющее 6912 битов на линии 254. Информационные биты также переставляются, как показано на этапе 256, и кодируются с использованием 2/3 генератора кода, чтобы формировать 2304 бита четности на линии 258 (информационные биты не используются). Кодовое CLDPC-слово и биты четности демультиплексируются 260, чтобы формировать четыре группы информационных битов и битов контроля по четности, проиллюстрированных на фиг. 10. Эти четыре группы битов мультиплексируются в четверти 262 сегмента, чтобы формировать четыре группы битов на линиях 264, 266, 268 и 270, которые преобразуются в BL-, BU-, ML- и MU-четверти сегмента. Задержки 272 и 274 на разнесение добавляются в биты для BU- и BL-сегментов.
[0072] Фиг. 11 начинает с одним систематическим кодовым полусловом (например, B, R=2/3), переставляет идентичные информационные биты и повторно кодирует их, чтобы формировать новые биты контроля по четности. Использование идентичных информационных битов с этими битами четности формирует комплементарное кодовое полуслово M, где B является дополнением M.
[0073] Фиг. 12 является схематичным представлением другого примера сегментации кодового слова с использованием технологии 1 и CLDPC-кода со скоростью 2/5. Она является аналогичной сегментации по фиг.6, за исключением того, что она формирует CLDPC-код с более высокой скоростью (R=2/5 вместо R=1/3), который является более спектрально эффективным. В этом примере, кодовое слово 280 включает в себя 4608 информационных битов и 6912 битов контроля по четности. Информационные биты разделены на четыре группы по 1152 битов. Биты четности разделены на четыре группы по 1728 битов. Одна из групп информационных битов и одна из групп битов контроля по четности преобразуются в каждую BL-, BU-, ML- и MU-четверть сегмента. Биты выбираются таким образом, что они формируют несистематические некатастрофические кодовые полуслова со скоростью 4/5, идентифицированные в качестве битов, обведенных посредством овалов 282, 284, 286 и 288. Эти кодовые полуслова могут передаваться в радиосигнале по технологии внутриполосной передачи по одному каналу, проиллюстрированном на фиг. 2, который включает в себя верхнюю и нижнюю боковые полосы частот в 70 кГц, имеющие 191 поднесущих. Пропускная способность передачи информации составляет приблизительно 100 Кбит/с. Кодовые полуслова могут быть комбинированы в приемном устройстве, чтобы формировать составное кодовое слово со скоростью 2/5.
[0074] Фиг. 13 является блок-схемой примера последовательности CLDPC-сигналов с прямой коррекцией ошибок (FEC). В этом примере, 4608 информационных битов вводятся на линии 290 и кодируются с использованием генератора 292 кода со скоростью 2/5, чтобы формировать кодовое CLDPC-слово, имеющее 11520 битов на линии 294. Кодовое CLDPC-слово демультиплексируется 296, чтобы формировать четыре группы информационных битов и битов контроля по четности, проиллюстрированных на фиг. 12. Эти четыре группы битов мультиплексируются в четверти 298 сегмента, чтобы формировать четыре группы битов на линиях 300, 302, 304 и 306, которые преобразуются в BL-, BU-, ML- и MU-четверти сегмента. Задержка 308 и 310 на разнесение добавляется в биты для BU- и BL-четвертей сегмента.
[0075] Фиг. 14 является схематичным представлением другого примера сегментации кодового слова с использованием технологии 2 и LDPC-кода со скоростью 2/5. Она является аналогичной сегментации по фиг. 8, за исключением того, что она формирует CLDPC-код с меньшей скоростью. В этом примере, кодовое слово 320 включает в себя 4608 информационных битов и 6912 битов контроля по четности. Информационные биты разделены на две группы по 2304 битов, которые реплицируются для того, чтобы формировать четыре группы по 2304 битов. Биты четности разделены на четыре группы по 1728 битов. Одна из групп информационных битов и одна из групп битов контроля по четности преобразуются в каждую из BL-, BU-, ML- и MU-четвертей сегмента. Биты выбираются таким образом, что они формируют систематические некатастрофические кодовые полуслова со скоростью 4/7, идентифицированные в качестве битов, обведенных посредством овалов 322, 324, 326 и 328. Эти кодовые полуслова могут передаваться в радиосигнале по технологии внутриполосной передачи по одному каналу, проиллюстрированном на фиг. 3, который включает в себя верхнюю и нижнюю боковые полосы частот на 98 кГц, имеющие 267 поднесущих. Пропускная способность передачи информации составляет приблизительно 100 Кбит/с. Кодовые полуслова могут быть комбинированы в приемном устройстве, чтобы формировать составное кодовое слово со скоростью 2/7. В качестве альтернативного варианта осуществления, сегментация может начинаться с кода со скоростью 4/7, и информационные биты могут переставляться, чтобы формировать дополнительные биты четности, таким же образом, как показано на фиг.10 и фиг. 11.
[0076] Фиг. 15 является блок-схемой примера последовательности CLDPC-сигналов с прямой коррекцией ошибок (FEC). В этом примере, 4608 информационных битов вводятся на линии 330 и кодируются с использованием генератора 332 кода со скоростью 2/5, чтобы формировать кодовое CLDPC-слово, имеющее 11520 битов на линии 334. Кодовое CLDPC-слово демультиплексируется 336, чтобы формировать четыре группы информационных битов и битов контроля по четности, проиллюстрированных на фиг.14. Эти четыре группы битов мультиплексируются в четверти 338 сегмента, чтобы формировать четыре группы битов на линиях 340, 342, 344 и 346, которые преобразуются в BL-, BU-, ML- и MU-четверти сегмента. Задержки 348 и 350 на разнесение добавляются в биты для BU- и BL-четвертей сегмента.
[0077] Фиг. 16 является аналогичной фиг. 6, за исключением того, что она использует несистематический CLDPC-код, в котором информационные биты в кодовом слове заменены посредством битов кода контроля по четности. Фиг. 16 является схематичным представлением примера сегментации кодового слова CLDPC-кода со скоростью 1/3 с использованием технологии 1. В этом примере, кодовое слово 320 включает в себя 13824 бита контроля по четности. Биты четности разделены на четыре группы по 3456 битов. Одна из групп битов контроля по четности преобразуется в каждый BL (резервный нижний), BU (резервный верхний), ML (основной нижний) и MU (основной верхний) сегмент. Биты выбираются таким образом, что они формируют несистематические некатастрофические кодовые полуслова со скоростью 2/3, идентифицированные в качестве битов, обведенных посредством овалов 322, 324, 326 и 328. Эти кодовые полуслова могут передаваться в радиосигнале по технологии внутриполосной передачи по одному каналу, проиллюстрированном на фиг. 4, который включает в себя верхнюю и нижнюю боковые полосы частот в 84 кГц, имеющие 229 поднесущих. Пропускная способность передачи информации составляет приблизительно 100 Кбит/с. Кодовые полуслова могут быть комбинированы в приемном устройстве, чтобы формировать составное кодовое слово со скоростью 1/3. В этом примере, кодовое полуслово L включает в себя одну половину битов каждого из кодовых полуслов B и M, и кодовое полуслово U включает в себя другую половину битов каждого из кодовых полуслов B и M.
[0078] Фиг. 16 также показывает сегментацию двумерного перекрывающегося кодового слова. Частотное разнесение предоставляется посредством верхних и нижних боковых полос частот, которые передают кодовые полуслова U и L. Временное разнесение предоставляется посредством основных/резервных кодовых полуслов M и B. BL, BU, ML и MU представляют перекрывающиеся четверти сегмента. Каждая четверть сегмента содержит половину из 2 кодовых полуслов. Каждый бит кодового слова назначается BL, BU, ML или MU. Составные кодовые слова состоят из кодовых полуслов в качестве: B=BL+BU, M=ML+MU, L=BL+ML и U=BU+MU. Кодовое полуслово B может передаваться после M с задержкой на разнесение примерно в 4 секунды. Кодовое полуслово B состоит из BL и BU.
[0079] Таблица 1 обобщенно представляет примерные LDPC-коды, используемые в различных вариантах осуществления, описанных выше.
[0080]
Таблица 1Сравнение потенциальных LDPC-кодов
Дополнительные параметры
Полоса пропускания и скорость передачи информационных битов
Полная кодовая скорость
Скорость генератора кода
Полукодовая скорость
Систематические кодовые полуслова*
1
84 кГц99,2 Кбит/с
1/3
1/3
2/3
Нет
2
84 кГц99,2 Кбит/с
1/3
1/2
2/3
Да
2a
84 кГц99,2 Кбит/с
1/3
1/2**
2/3
Да
3
70 кГц99,2 Кбит/с
2/5
2/5
4/5
Нет
4
98 кГц99,2 Кбит/с
2/7
2/5
4/7
Да
[0081] *Систематические кодовые полуслова приводят к избыточным информационным битам к полному коду. Кодер реплицирует эти избыточные информационные биты и декодер комбинирует избыточные мягкие информационные биты перед декодированием. Затем скорость генератора кода превышает полную кодовую скорость вследствие этой избыточности.
[0082] ** Код со скоростью 1/2, сформированный с использованием генератора со скоростью 2/3 с перестановкой информационных битов и последующим удалением 1 набора информационных битов
1
n
[0083] Фиг. 17 является упрощенной функциональной блок-схемой приемного FM IBOC-устройства 370. Приемное устройство включает в себя ввод 372, соединенный с антенной 374 и тюнером или внешним интерфейсом 376. Принимаемый сигнал предоставляется в аналого-цифровой преобразователь и цифровой преобразователь 378 с понижением частоты, чтобы формировать сигнал в полосе модулирующих частот в выводе 380, содержащем последовательность комплексных выборок сигналов. Выборки сигналов являются комплексными в том, что каждая выборка содержит "реальный" компонент и "мнимый" компонент, который дискретизирован в квадратуре в реальный компонент. Аналоговый демодулятор 382 демодулирует аналоговую модулированную часть сигнала в полосе модулирующих частот, чтобы формировать аналоговый аудиосигнал на линии 384. Цифровая модулированная часть дискретизированного сигнала в полосе модулирующих частот затем фильтруется посредством фильтра развязки 386 в боковой полосе частот, который имеет частотную характеристику полосы пропускания, содержащую совместный набор поднесущих f-f, присутствующих в принимаемом OFDM-сигнале. Фильтр 388 подавляет эффекты первого смежного источника помех. Комплексный сигнал 418 маршрутизируется на ввод модуля 416 получения, который получает или восстанавливает сдвиг или ошибку синхронизации OFDM-символов и сдвиг или ошибку несущей частоты из принимаемых OFDM-символов, как представлено в принимаемом комплексном сигнале. Модуль 416 получения разрабатывает сдвиг Δt синхронизации символов и сдвиг Δf несущей частоты, а также информацию состояния и управляющую информацию. Сигнал затем демодулируется (блок 392) с тем, чтобы демодулировать цифровую модулированную часть сигнала в полосе модулирующих частот. Затем цифровой сигнал обратно перемежается посредством модуля 394 обратного перемежения и декодируется посредством декодера 396 Витерби. Демультиплексор 398 услуг отделяет сигналы основных и вспомогательных программ от сигналов данных. Процессор 4002 обрабатывает сигналы основных и вспомогательных программ, чтобы формировать цифровой аудиосигнал на линии 402. Аналоговые и основные цифровые аудиосигналы смешиваются, как показано на этапе 404, или дополнительный программный сигнал проходит, чтобы формировать аудиовывод на линии 406. Процессор 408 данных обрабатывает сигналы данных и формирует выходные сигналы данных на линиях 410, 412 и 414. Сигналы данных могут включать в себя, например, услугу предоставления информации станций (SIS), данные об услугах основной информации программ (MPSD), данные об услугах вспомогательной информации программ (SPSD) и одну или более усовершенствованных услуг поддержки приложений (AAS).
[0084] На практике, многие функции обработки сигналов, описанные выше, а также функции передающего устройства и приемного устройства могут реализовываться с использованием одного или более процессоров или других компонентов. Такие компоненты могут включать в себя интегральные схемы. При использовании в данном документе, термин "процессор" включает в себя один или более процессоров либо других компонентов, которые программируются или иным образом конфигурируются с возможностью выполнять описанные функции.
[0085] Варианты осуществления, описанные выше, относятся к использованию кодов на основе комплементарного разреженного контроля по четности в FM IBOC-радиосистеме. Тем не менее, следует понимать, что коды на основе комплементарного разреженного контроля по четности также могут использоваться в или с AM IBOC-радиосистемой, радиосигналом с одной несущей или другими цифровыми сигналами.
[0086] Хотя настоящее изобретение описано с точки зрения нескольких вариантов осуществления, специалисты в данной области техники должны понимать, что различные модификации могут вноситься в описанные варианты осуществления без отступления от объема изобретения, как указано в формуле изобретения.