專利名稱：一種分級(jí)調(diào)制移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播領(lǐng)域，尤其涉及一種移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播中信號(hào)傳輸系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種公知的多載波調(diào)制方法，其主要思想是將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號(hào)可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾ICI。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個(gè)子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號(hào)間干擾。而且由于每個(gè)子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對(duì)容易。OFDM目前已被用于數(shù)種無線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中，譬如歐洲數(shù)字音頻和數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)(DAB、DVB-T、DVB-H)、5GHz高數(shù)據(jù)速率無線LAN(IEEE802.11a，HiperLan2，MMAC)系統(tǒng)等。
在目前一些采用了OFDM的多媒體廣播系統(tǒng)中，還存在一些缺陷和不盡人意的地方。移動(dòng)多媒體廣播是針對(duì)手持終端的移動(dòng)傳輸系統(tǒng)，主要的挑戰(zhàn)是設(shè)計(jì)支持低功耗、高動(dòng)態(tài)終端設(shè)備接收各種速率及類型數(shù)據(jù)流，而現(xiàn)有技術(shù)中的多媒體廣播系統(tǒng)僅僅對(duì)數(shù)據(jù)流使用統(tǒng)一的編碼速率和交織方式進(jìn)行處理，這樣一來，當(dāng)接收機(jī)所處環(huán)境信號(hào)不好的時(shí)候只能通過增大接收機(jī)功耗的途徑來解決多媒體數(shù)據(jù)譬如圖像的質(zhì)量問題，而且不能根據(jù)不同的服務(wù)需求來提供不同質(zhì)量等級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸；另外，在一些多媒體廣播系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)中沒有獨(dú)立的同步信號(hào)設(shè)計(jì)，增長(zhǎng)了接收機(jī)的同步時(shí)間和同步精度；再者，在這些廣播系統(tǒng)中擾碼設(shè)計(jì)只有一種，也不利于單頻組網(wǎng)。
為解決包括上述問題再內(nèi)的諸多缺陷，需要一個(gè)更好的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播傳送方案。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播系統(tǒng)中信號(hào)通訊的傳送系統(tǒng)和方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供方案如下一種移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，其包括兩組信道編碼器，分別接收第一、第二組數(shù)據(jù)流并將數(shù)據(jù)流經(jīng)編碼和交織處理后轉(zhuǎn)換為比特流；星座映射器，用于將所述兩組信道編碼器輸出的兩組比特流結(jié)合后映射為QAM模式的符號(hào)流；OFDM符號(hào)形成模塊，用于根據(jù)所述星座映射器形成的符號(hào)流形成OFDM符號(hào)；成幀模塊，用于將所述OFDM符號(hào)加入信標(biāo)以形成傳輸幀；上變頻模塊，用于對(duì)所述傳輸幀進(jìn)行上變頻以產(chǎn)生用于發(fā)射的射頻信號(hào)。
進(jìn)一步地，上述第一、第二組數(shù)據(jù)流中，第一組數(shù)據(jù)流代表能量最大的兩比特或四比特，第二組數(shù)據(jù)流代表其他低能量比特；進(jìn)一步地，上述QAM模式是16QAM、64QAM模式；進(jìn)一步地，在上述QAM模式為16QAM模式時(shí)，將b0b1分配給第一組數(shù)據(jù)流，將b2b3分配給第二組數(shù)據(jù)流；進(jìn)一步地，在QAM模式為64QAM模式時(shí)，將b0b1分配給第一組數(shù)據(jù)流，b2b3b4b5分配給第二組數(shù)據(jù)流；或者將b0b1b2b3分配給第一組數(shù)據(jù)流，b4b5分配給第二組數(shù)據(jù)流；進(jìn)一步地，在映射為QAM模式的符號(hào)流時(shí)，可以增加16QAM和64QAM調(diào)制中能量最大的兩個(gè)比特的能量；首先按照通常方式進(jìn)行16QAM或64QAM調(diào)制，然后對(duì)I路信號(hào)和Q路信號(hào)的幅度分別增加一個(gè)數(shù)值1或者3(假設(shè)16QAM的I或Q的幅度為1、3，64QAM的I或Q的幅度為1，3、5、7)，正負(fù)號(hào)不變；進(jìn)一步地，所述每一個(gè)信道編碼器都包括有外編碼器、外交織器、內(nèi)編碼器及內(nèi)編碼器，第一、二組數(shù)據(jù)流依次經(jīng)過外編碼器、外交織器、內(nèi)編碼器及內(nèi)編碼器處理后輸出；進(jìn)一步地，所述每一個(gè)信道編碼器可以有不同的編碼速率和交織方式；進(jìn)一步地，所述的兩路信道編碼器可以不同，并且每路信道編碼器可以只包括外編碼器、外交織器、內(nèi)編碼器及內(nèi)編交織器中的部分單元；進(jìn)一步地，所述外編碼器采用二進(jìn)制BCH碼或RS碼；進(jìn)一步地，所述外交織器可以只針對(duì)RS碼的校驗(yàn)符號(hào)進(jìn)行交織，不對(duì)RS碼的信息符號(hào)進(jìn)行交織；進(jìn)一步地，所述內(nèi)編碼器可采用LDPC碼或QC-LDPC碼；進(jìn)一步地，所述OFDM符號(hào)形成模塊的子載波和數(shù)據(jù)以及導(dǎo)頻的對(duì)應(yīng)關(guān)系為(1)有效子載波編號(hào)為0～3075(當(dāng)信道帶寬位為8MHz時(shí))或0～627(當(dāng)信道帶寬位為2MHz時(shí))；(2)插入離散導(dǎo)頻，在偶數(shù)OFDM符號(hào)(0開始)中，編號(hào)滿足8*K(K為整數(shù))形式的有效子載波為離散導(dǎo)頻；在奇數(shù)OFDM符號(hào)中，編號(hào)滿足8*K+4(K為整數(shù))形式的有效子載波為離散導(dǎo)頻；(3)加入連續(xù)導(dǎo)頻；(4)進(jìn)行調(diào)制，有效子載波0～3075分別對(duì)應(yīng)IFFT變換中的-1537～1538，或0～627分別對(duì)應(yīng)IFFT變換中的-313～314；進(jìn)一步地，所述離散導(dǎo)頻可有選擇的增加2-4dB發(fā)射功率；進(jìn)一步地，所述信標(biāo)包括兩個(gè)相同的同步信號(hào)及發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)。
本發(fā)明通過采用雙路輸入分級(jí)調(diào)制的方式，在對(duì)QAM調(diào)制中將能量最大的兩個(gè)比特或四個(gè)比特和其余比特分開，分別調(diào)制不同的碼流，這兩個(gè)碼流可以有不同的編碼速率和交織方式，同時(shí)還可以增加能量最大的兩個(gè)比特的能量針對(duì)不同能量的數(shù)據(jù)碼流進(jìn)行不同的調(diào)制，使得接收機(jī)能達(dá)到更好的接收效果，并可為不同的服務(wù)需求提供不同質(zhì)量等級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸；再者，信標(biāo)結(jié)構(gòu)中同步信號(hào)的插入加快了接收機(jī)的同步速度和精度并且可用于信道估計(jì)；還有，本發(fā)明在離散導(dǎo)頻中有選擇的增加發(fā)射功率用于提高接收機(jī)信道估計(jì)的性能，使得接收端的信道估計(jì)更準(zhǔn)確，接收端的解調(diào)性能也提高很多。
下面參照附圖和實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明和包括但不限于上述的諸多優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。


圖1是本發(fā)明移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的方框示意圖；圖2是本發(fā)明移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)的信道編碼模塊的方框圖；圖3A、3B分別是16QAM和64QAM模式星座映射示意圖；圖4是數(shù)據(jù)子載波、離散導(dǎo)頻和連續(xù)導(dǎo)頻在OFDM符號(hào)的子載波分配圖；圖5是線性反饋移位寄存的具體結(jié)構(gòu)；圖6是Bf＝8MHz時(shí)的OFDM子載波結(jié)構(gòu)圖；圖7是Bf＝2MHz時(shí)的OFDM子載波結(jié)構(gòu)圖；圖8是時(shí)隙劃分和幀結(jié)構(gòu)圖；圖9是信標(biāo)結(jié)構(gòu)；圖10是OFDM符號(hào)的結(jié)構(gòu)圖；圖11是RS編碼與交織結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)的一種實(shí)施方式，具體請(qǐng)參考圖1所述?？傮w來講，所述移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)包括兩組信道編碼器10、11、星座映射器20、OFDM符號(hào)形成模塊30、成幀模塊40、上變頻模塊50。所述兩組信道編碼器10、11分別接收第一、第二組數(shù)據(jù)流并將數(shù)據(jù)流經(jīng)編碼和交織處理后轉(zhuǎn)換為比特流。所述星座映射器20用于將所述兩組信道編碼器輸出的兩組比特流結(jié)合后映射為QAM模式的符號(hào)流。所述OFDM符號(hào)形成模塊30用于根據(jù)所述星座映射器形成的符號(hào)流形成OFDM符號(hào)。所述成幀模塊40用于將所述OFDM符號(hào)加入信標(biāo)以形成傳輸幀。所述上變頻模塊50用于對(duì)所述傳輸幀進(jìn)行上變頻以產(chǎn)生用于發(fā)射的射頻信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸方法的一種實(shí)施方式，所述一種移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳送方法，包括a)分別接收第一、第二組數(shù)據(jù)流并將數(shù)據(jù)流經(jīng)編碼和交織處理后轉(zhuǎn)換為比特流；b)將所述兩組信道編碼器輸出的兩組比特流結(jié)合后映射為QAM模式的符號(hào)流；c)根據(jù)所述星座映射器形成的符號(hào)流形成OFDM符號(hào)；d)將所述OFDM符號(hào)加入信標(biāo)以形成傳輸幀；e)對(duì)所述傳輸幀進(jìn)行上變頻后發(fā)射。
以下主要依照信號(hào)流的傳遞順序依次對(duì)每個(gè)功能模塊的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。
1.1信道編碼具體請(qǐng)參看圖2，每個(gè)信道編碼器都包括有外編碼器101、外交織器102、內(nèi)編碼器103及內(nèi)編碼器104，第一、二組數(shù)據(jù)流依次經(jīng)過外編碼器、外交織器、內(nèi)編碼器及內(nèi)編碼器處理后輸出。所述第一組數(shù)據(jù)流和第二組數(shù)據(jù)流可以是由同樣的數(shù)據(jù)分流而成，其中組數(shù)據(jù)流代表能量最大的兩比特，第二組數(shù)據(jù)流代表其他低能量比特。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)流可以是視頻數(shù)據(jù)流。
1.1.1外編碼及外交織所述外編碼器可以采用二進(jìn)制BCH碼或RS碼。二進(jìn)制BCH碼可以采用(255，231)的截短碼(240，216)。RS碼可以采用碼長(zhǎng)為240字節(jié)的RS(240，K)截短碼，該碼由原始的RS(255，M)系統(tǒng)碼通過截短產(chǎn)生，其中M＝K+15。RS(240，K)碼提供4種模式，分別為K＝240，K＝224，K＝192，K＝176。
截短碼(240，K)可以采用如下方式進(jìn)行編碼在K個(gè)輸入信息字節(jié)(m0，m1，…，mK-1)前添加15個(gè)全“0”字節(jié)，構(gòu)造為原始的(255，M)系統(tǒng)碼的輸入序列(0，…0，m0，m1，…，mK-1)，編碼后生成碼字(0，…0，m0，m1，…，mK-1，p0，p1，…，p255-M-1)，再?gòu)拇a字中刪去添加的字節(jié)，即得到240字節(jié)的截短碼(m0，m1，…，mK-1，p0，p1，…，p255-M-1)
外交織器結(jié)構(gòu)可以為塊交織器，外交織器的列數(shù)可以固定為240，交織深度由行數(shù)MI確定。
當(dāng)Bf＝8MHz時(shí)，外交織器的行數(shù)由系統(tǒng)指定的字節(jié)交織模式和內(nèi)編碼器的LDPC碼率決定；當(dāng)Bf＝2MHz，外交織器的行數(shù)由星座映射模式和內(nèi)編碼器的LDPC碼率，如下表一所示。外交織器參數(shù)MI，其中，Bf表示基帶帶寬。
表一

由此可以看出，在外交織時(shí)增加了更短的交織選項(xiàng)，這樣可以減低接收的memory需求，同時(shí)降低功耗。
1.1.2內(nèi)部編碼及交織內(nèi)編碼器可以采用LDPC碼或QC-LDPC碼，編碼配置如表二所示。
表二

LDPC輸出碼字C＝{c0，c1，…，c9215}由輸入信息比特S＝{s0，s1，…，sK-1}和校驗(yàn)比特P＝{p0，p1，…，p9215-K}組成如下cCOL_ORDER(i)=pi0≤i≤9215-Ksi+K-92169216-K≤i≤9215]]>1/2LDPC塊的信息比特對(duì)應(yīng)于3個(gè)188字節(jié)的TS包，3/4LDPC塊的信息比特對(duì)應(yīng)于4.5個(gè)188字節(jié)的TS包。
內(nèi)編碼器還可以采用QC-LDPC編碼，因?yàn)镼C-LDPC碼的性能與普通LDPC碼的性能相當(dāng)或略低，但是有很低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。其譯碼實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度只有普通LDPC碼譯碼復(fù)雜度的1/4，甚至更低。而LDPC譯碼在接收端的解調(diào)電路中占有1/3左右的比重，簡(jiǎn)化LDPC譯碼對(duì)接收端的成本和功耗有非常大的意義。目前大部分采用LDPC的無線通信和廣播系統(tǒng)基本上都采用QC-LDPC碼。
LDPC編碼后的比特輸入內(nèi)交織器進(jìn)行交織。內(nèi)交織器采用Mb×Ib的塊交織器，Mb和Ib的取值如表三所示。
表三

內(nèi)交織器的輸出與時(shí)隙同步，即時(shí)隙中傳送的第一個(gè)比特始終定義為比特交織器輸出的第一個(gè)比特。
內(nèi)交織塊可以采用近似方形的設(shè)計(jì)可以降低接收機(jī)解交織時(shí)的內(nèi)存需求。
1.2星座映射所述星座映射器用于將所述兩組信道編碼器輸出的兩組比特流結(jié)合后映射為QAM模式的符號(hào)流。所述QAM模式是16QAM、64QAM或256QAM模式。針對(duì)不同服務(wù)要求利用分級(jí)調(diào)制提供不同等級(jí)的質(zhì)量。由于第一組數(shù)據(jù)流代表能量最大的兩比特，第二組數(shù)據(jù)流代表其他低能量比特，請(qǐng)具體參看圖3A所示，在QAM模式為16QAM模式時(shí)，比特順序?yàn)閎0b1b2b3，可以將b0b1分配給第一組數(shù)據(jù)流，將b2b3分配給第二組數(shù)據(jù)流；請(qǐng)具體參看圖3B所示，在QAM模式為64QAM模式時(shí)，比特順序?yàn)閎0b1b2b3b4b5，可以將b0b1分配給第一組數(shù)據(jù)流，b2b3b4b5分配給第二組數(shù)據(jù)流；在QAM模式為256QAM模式時(shí)，將b0b1分配給第一組數(shù)據(jù)流，將b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14b15分配給第二組數(shù)據(jù)流。另外星座映射器還可以采用BPSK、QPSK模式。
各種符號(hào)映射加入功率歸一化因子(QPSK的歸一化因子，16QAM的歸一化因子 ，64QAM的歸一化因子 )，使各種符號(hào)映射的平均功率趨同。
至此可以看出，在本發(fā)明中對(duì)16QAM和64QAM調(diào)制中能量最大的兩個(gè)比特和其余比特分開，分別調(diào)制不同的碼流，這兩個(gè)碼流可以有不同的編碼速率和交織方式。同時(shí)可以增加16QAM和64QAM調(diào)制中能量最大的兩個(gè)比特的能量。首先按照通常方式進(jìn)行16QAM或64QAM調(diào)制，然后對(duì)I路信號(hào)和Q路信號(hào)(請(qǐng)參閱圖2和圖3)的幅度分別增加一個(gè)數(shù)值1或者3(假設(shè)16QAM的I或Q的幅度為1、3，64QAM的I或Q的幅度為1，3、5、7)，正負(fù)號(hào)不變。這樣，可以為不同的服務(wù)需求提供不同質(zhì)量等級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸。
1.3 OFDM符號(hào)形成所述OFDM符號(hào)形成模塊40將離散導(dǎo)頻及連續(xù)導(dǎo)頻插入星座映射模塊輸出的符號(hào)流后，加載到有效子載波形成OFDM符號(hào)。星座映射模塊輸出的符號(hào)流被加載到有效子載波后形成數(shù)據(jù)子載波。
每個(gè)OFDM符號(hào)包括Nv個(gè)有效子載波，Nv取值為NV=3076,Bf=8MHz628,Bf=2MHz]]>記每個(gè)時(shí)隙中第n個(gè)OFDM符號(hào)上的第i個(gè)有效子載波為Xn(i)，i＝0，1，…Nv-1；0≤n≤52。OFDM符號(hào)的子載波按照?qǐng)D4所示方式分配給數(shù)據(jù)子載波、離散導(dǎo)頻和連續(xù)導(dǎo)頻。
1.3.1連續(xù)導(dǎo)頻Bf＝8MHz時(shí)，每個(gè)OFDM符號(hào)中包括N1個(gè)連續(xù)導(dǎo)頻；Bf＝2MHz時(shí)，每個(gè)OFDM符號(hào)包括N2個(gè)連續(xù)導(dǎo)頻。
部分連續(xù)導(dǎo)頻用于傳送傳輸參數(shù)信令，調(diào)制方式為BPSK，傳輸參數(shù)信令包括時(shí)隙號(hào)，字節(jié)交織器同步標(biāo)識(shí)，配置變更指示，前后保護(hù)長(zhǎng)度選項(xiàng)，外部編碼和交織選項(xiàng)，內(nèi)部編碼和交織選項(xiàng)，離散導(dǎo)頻選項(xiàng)等。
1.3.2離散導(dǎo)頻離散導(dǎo)頻發(fā)送已知符號(hào)1+0j。每個(gè)時(shí)隙中第n個(gè)OFDM符號(hào)中離散導(dǎo)頻對(duì)應(yīng)的子載波編號(hào)m取值規(guī)則如下Bf＝8MHzif mod(n，2)＝＝0if mod(n，2)＝＝1選項(xiàng)1m=8P+1,p=0,1,···1918p+3,p=192,193,···383]]>m=8P+5,p=0,1,···1918p+7,p=192,193,···383]]>if mod(n，2)＝＝0if mod(n，2)＝＝1選項(xiàng)2m=8P+1,p=0,1,···1918p+6,p=192,193,···383]]>m=8P=5,p=0,1,···1918p+10,p=192,193,···383]]>選項(xiàng)2的插入方式可以簡(jiǎn)化接收端離散導(dǎo)頻插值濾波器的設(shè)計(jì)。Bf＝2MHzif mod(n，2)＝＝0if mod(n，2)＝＝1m=8P+1,p=0,1,···388p+3,p=39,40,···77]]>m=8P+5,p=0,1,···388p+7,p=39,40,···77]]>離散導(dǎo)頻可以有選擇的增加2-4dB發(fā)射功率用于提高接收機(jī)信道估計(jì)的性能，可以使接收端的信道估計(jì)更準(zhǔn)確，使接收端的解調(diào)性能提高0.5dB以上。
1.3.3 數(shù)據(jù)子載波每個(gè)OFDM符號(hào)中除離散導(dǎo)頻和連續(xù)導(dǎo)頻外的子載波為數(shù)據(jù)子載波。數(shù)據(jù)子載波按照子載波、OFDM符號(hào)的前后順序傳輸星座映射后的數(shù)據(jù)符號(hào)。每個(gè)時(shí)隙中共有138330(Bf＝8MHz)或27666(Bf＝2MHz)個(gè)數(shù)據(jù)子載波，其中前138240(Bf＝8MHz)或27648(Bf＝2MHz)個(gè)子載波用于承載星座映射后的數(shù)據(jù)復(fù)符號(hào)，最后90(Bf＝8MHz)或18(Bf＝2MHz)個(gè)符號(hào)填充0+0j。
1.3.4擾碼對(duì)數(shù)據(jù)子載波、離散導(dǎo)頻和連續(xù)導(dǎo)頻等，均被一個(gè)復(fù)偽隨機(jī)序列Pc(i)擾碼。復(fù)偽隨機(jī)序列Pc(i)生成方式如下Pc(i)=22[(1-2Si(i))+j(1-2Sq(i))]]]>
其中，Si(i)和Sq(i)為十二位移位寄存器產(chǎn)生偽隨機(jī)序列，由圖5所示線性反饋移位寄存器產(chǎn)生，對(duì)應(yīng)生成多項(xiàng)式為x12+x11+x8+x6+1。移位寄存器的初始值提供8種不同選項(xiàng)，如表四所示擾碼移位寄存器初始值表四

擾碼的線性反饋移位寄存的具體結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考圖5。擾碼通過將有效子載波上的復(fù)符號(hào)和復(fù)偽隨機(jī)序列Pc(i)進(jìn)行復(fù)數(shù)乘法實(shí)現(xiàn)。單頻組網(wǎng)時(shí)，服務(wù)區(qū)內(nèi)的相鄰發(fā)射機(jī)采用不同擾碼對(duì)數(shù)據(jù)加擾，利用發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)和擾碼信息有利于接收機(jī)選擇“最佳”發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行接收。
1.3.4 OFDM調(diào)制載波插入導(dǎo)頻并擾碼后OFDM子載波Yn(i)，0≤i≤NS通過IFT映射為OFDM符號(hào)Sn(t)=1NSΣi=0NS-1Zn(i)ej2πi(Δf)S(t-TCP),]]>0≤t≤(TS+TCP)，0≤n≤52其中
Sn(t)為時(shí)隙中第n個(gè)OFDM符號(hào)NS為OFDM符號(hào)子載波數(shù)，取值為NS=4096,Bf=8MHz1024,Bf=2MHz]]>(Δf)S為OFDM符號(hào)的子載波間隔，取值為2.44140625kHz。Zn(i)為第n個(gè)OFDM符號(hào)中第i個(gè)子載波上承載的數(shù)據(jù)，映射關(guān)系如下Bf＝8MHzZn(i)=Yn(i-1),1≤i≤1538Yn(i-1020),2558≤i≤40950,i=0or1539≤i≤2557]]>Bf＝2MHzZn(i)=Yn(i=1),1≤i≤314Yn(i-396),710≤i≤10230,i=0or315≤i≤709]]>Bf＝8MHz和Bf＝2MHz時(shí)的OFDM子載波結(jié)構(gòu)分別如圖6和圖7所示。
1.4成幀所述成幀模塊40用于將所述OFDM符號(hào)加入信標(biāo)以形成傳輸幀。
1.4.1所述傳輸幀的時(shí)域幀結(jié)構(gòu)物理層信號(hào)每1秒為1幀，劃分為40個(gè)時(shí)隙。每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度為25ms，包括1個(gè)信標(biāo)和53個(gè)OFDM符號(hào)。時(shí)隙劃分和幀結(jié)構(gòu)如圖8所示。
劃分時(shí)隙傳輸?shù)脑蚴轻槍?duì)不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)流(視頻、音頻、控制信息和緊急廣播信息等)采用不同的時(shí)隙傳輸，以方便媒體訪問層(MAC)的靈活配置。
1.4.2信標(biāo)信標(biāo)結(jié)構(gòu)如圖8所示，包括2個(gè)相同的同步信號(hào)以及發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)(TxID)。
a)同步信號(hào)所述同步信號(hào)Sb(t)為頻帶受限的偽隨機(jī)信號(hào)，長(zhǎng)度記為Tb，取值為204.8μs。同步信號(hào)由下式產(chǎn)生
Sb(t)=1NbΣi=0Nb-1Xb(i)ej2πi(Δf)bt,]]>0≤t≤Tb其中Nb為同步信號(hào)的子載波數(shù)，取值如下Nb=2048,Bf=8MHz512,Bf=2MHz.]]>(Δf)b為同步信號(hào)的子載波間隔，取值為4.8828125kHz。
Xb(i)為BPSK調(diào)制的偽隨機(jī)信號(hào)，偽隨機(jī)序列由十一位移位寄存器產(chǎn)生。
同步信號(hào)的插入加快了接收機(jī)的同步速度和精度并且可用于信道估計(jì)。
b)發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)SID(t)為頻帶受限的偽隨機(jī)信號(hào)，用于標(biāo)識(shí)不同發(fā)射機(jī)。SID(t)長(zhǎng)度記為TID，取值為36.0μs。發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)由下式產(chǎn)生SID(t)=1NIDΣi=0NID-1XID(i)ej2πi(Δf)ID(t-TIDCP),]]>0≤t≤TID其中NID為發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)的子載波數(shù)，取值如下Nb=256,Bf=8MHz64,Bf=2MHz]]>(Δf)ID為發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)的子載波間隔，取值為39.0625kHz。
XID(i)為BPSK調(diào)制的偽隨機(jī)信號(hào)。
發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)序列TxID(k)長(zhǎng)度為191比特(Bf＝8MHz)或37比特(Bf＝2MHz)。發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)的循環(huán)前綴(IDCP)長(zhǎng)度TIDCP＝10.4uS1.4.3OFDM符號(hào)OFDM符號(hào)由循環(huán)前綴(CP)，OFDM符號(hào)體和可選擇的保護(hù)間隔(GI)構(gòu)成。如圖10所示。保護(hù)間隔信號(hào)由相鄰OFDM間的前后保護(hù)(GD)經(jīng)加窗交疊形成，如圖9所示。
T0為符號(hào)體長(zhǎng)度，T1為循環(huán)前綴長(zhǎng)度，TGD為前后保護(hù)長(zhǎng)度。T0，T1和TGD的取值列于表五
表五

1.5上變頻所述上變頻模塊50用于對(duì)所述傳輸幀進(jìn)行上變頻以產(chǎn)生用于發(fā)射的射頻信號(hào)。
成幀的基帶信號(hào)經(jīng)過正交上變頻后產(chǎn)生射頻信號(hào)，射頻信號(hào)通過下式描述S(t)＝Re{exp(j×2πfct)×[Frame(t)F(t)]}其中，S(t)為射頻信號(hào)fc為載波頻率Frame(t)為成幀后的基帶信號(hào)F(t)為發(fā)射濾波器沖激響應(yīng)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，其包括兩組信道編碼器，分別接收第一、第二組數(shù)據(jù)流并將數(shù)據(jù)流經(jīng)編碼和交織處理后轉(zhuǎn)換為比特流；星座映射器，用于將所述兩組信道編碼器輸出的兩組比特流結(jié)合后映射為QAM模式的符號(hào)流；OFDM符號(hào)形成模塊，用于根據(jù)所述星座映射器形成的符號(hào)流形成OFDM符號(hào)；成幀模塊，用于將所述OFDM符號(hào)加入信標(biāo)以形成傳輸幀；上變頻模塊，用于對(duì)所述傳輸幀進(jìn)行上變頻以產(chǎn)生用于發(fā)射的射頻信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，其中第一組數(shù)據(jù)流代表能量最大的兩比特或四比特，第二組數(shù)據(jù)流代表其他低能量比特。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述QAM模式是16QAM、64QAM模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，在QAM模式為16QAM模式時(shí)，將b0b1分配給第一組數(shù)據(jù)流，將b2b3分配給第二組數(shù)據(jù)流。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，在QAM模式為64QAM模式時(shí)，將b0b1分配給第一組數(shù)據(jù)流，將b2b364b5分配給第二組數(shù)據(jù)流。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，在QAM模式為64QAM模式時(shí)，將b0b1b2b3分配給第一組數(shù)據(jù)流，將b4b5分配給第二組數(shù)據(jù)流。
7.根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，在映射為QAM模式的符號(hào)流時(shí)，可以增加16QAM和64QAM調(diào)制中能量最大的兩個(gè)比特的能量。首先按照通常方式進(jìn)行16QAM或64QAM調(diào)制，然后對(duì)I路信號(hào)和Q路信號(hào)的幅度分別增加一個(gè)數(shù)值1或者3(假設(shè)16QAM的I或Q的幅度為1、3，64QAM的I或Q的幅度為1，3、5、7)，正負(fù)號(hào)不變。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述每一個(gè)信道編碼器包括有外編碼器、外交織器、內(nèi)編碼器及內(nèi)編交織器，第一、二組數(shù)據(jù)流依次經(jīng)過外編碼器、外交織器、內(nèi)編碼器及內(nèi)編碼器處理后輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述每一個(gè)信道編碼器可以有不同的編碼速率和交織方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的兩路信道編碼器可以不同，并且每路信道編碼器可以只包括外編碼器、外交織器、內(nèi)編碼器及內(nèi)編交織器中的部分單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述外編碼器采用二進(jìn)制BCH碼或RS碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求8和11所述的外編碼器和外交織器，其特征在于，所述外交織器可以只針對(duì)RS碼的校驗(yàn)符號(hào)進(jìn)行交織，不對(duì)RS碼的信息符號(hào)進(jìn)行交織。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述信道編碼器中的內(nèi)編碼器可采用LDPC碼或QC-LDPC碼。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述OFDM符號(hào)形成模塊的子載波和數(shù)據(jù)以及導(dǎo)頻的對(duì)應(yīng)關(guān)系為(1)有效子載波編號(hào)為0～3075(當(dāng)信道帶寬位為8MHz時(shí))或0～627(當(dāng)信道帶寬位為2MHz時(shí))；(2)插入離散導(dǎo)頻，在偶數(shù)OFDM符號(hào)(0開始)中，編號(hào)滿足8*K(K為整數(shù))形式的有效子載波為離散導(dǎo)頻；在奇數(shù)OFDM符號(hào)中，編號(hào)滿足8*K+4(K為整數(shù))形式的有效子載波為離散導(dǎo)頻；(3)加入連續(xù)導(dǎo)頻；(4)進(jìn)行調(diào)制，有效子載波0～3075分別對(duì)應(yīng)IFFT變換中的一1537～1538，或0～627分別對(duì)應(yīng)IFFT變換中的-313～314；
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的移動(dòng)多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述離散導(dǎo)頻可有選擇的增加2-4dB發(fā)射功率。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)多媒體廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于，所述信標(biāo)包括兩個(gè)相同的同步信號(hào)及發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其包括兩組信道編碼器，分別接收第一、第二組數(shù)據(jù)流并將數(shù)據(jù)流經(jīng)編碼和交織處理后轉(zhuǎn)換為比特流；星座映射器，用于將所述兩組信道編碼器輸出的兩組比特流結(jié)合后映射為QAM模式的符號(hào)流；OFDM符號(hào)形成模塊，用于根據(jù)所述星座映射器形成的符號(hào)流形成OFDM符號(hào)；成幀模塊，用于將所述OFDM符號(hào)加入信標(biāo)以形成傳輸幀；上變頻模塊，用于對(duì)所述傳輸幀進(jìn)行上變頻以產(chǎn)生用于發(fā)射的射頻信號(hào)。本發(fā)明針對(duì)不同能量的數(shù)據(jù)碼流進(jìn)行不同的調(diào)制，使得接收機(jī)能達(dá)到更好的接收效果，并可為不同的服務(wù)需求提供不同質(zhì)量等級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明還公開了一種移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播信號(hào)傳輸方法。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101018105SQ20061013199
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月22日
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