專利名稱：基于ldpc編碼的tds-ofdm通信系統(tǒng)發(fā)射機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及基于低密度奇偶校驗 (LDPC, Low-density Parity Check)編碼的時域同步正交頻分復(fù)用 (TDS-OFDM, Time Domain Synchronous-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)通信系統(tǒng)發(fā)射機。
背景技術(shù)：
互聯(lián)網(wǎng)信號傳輸不同于數(shù)字電視信號傳輸，但都面臨著不斷提出 的各種挑戰(zhàn)。傳輸因特網(wǎng)信號所面臨的問題是消息的可靠廣播和多 播，為發(fā)射機和接收提供移動性，以及信息傳輸速率("速度")的限 制。傳輸數(shù)字電視信號所面臨的問題是提供互動的系統(tǒng)，提供點到點 的信息傳輸能力，以及移動接收。數(shù)字電視信號傳輸系統(tǒng)從某種意義 而言是高效的，因為每個發(fā)送的幀當中凈荷或數(shù)據(jù)部分在整個幀里面 占很大的比例。同時，這樣的通信系統(tǒng)應(yīng)該能夠確認并補償傳輸信道 的變化特性，包括但不限于，每一幀在傳輸時的延時。正交頻分復(fù)用 (OFDM ， Orthogonal frequency-division multiplexing)調(diào)制方式是已經(jīng)公知的技術(shù)。OFDM，有時也被稱為離
散多音頻調(diào)制(DMT， Discrete Multitone Modulation )，是一種基于頻 分復(fù)用(FDM, Frequency-Division Multiplexing)思想進行傳輸?shù)膹?fù) 數(shù)調(diào)制技術(shù)，每個頻率通道應(yīng)用較簡單的調(diào)制方式。在OFDM中， FDM的頻率和調(diào)制相互之間是正交的，這樣就可以基本消除信道間 的干擾。常規(guī)的OFDM傳輸需要在OFDM數(shù)據(jù)幀之間有一個保護間 隔，來隔離所發(fā)送的OFDM幀，實現(xiàn)保護。更確切而言，保護間隔 是OFDM數(shù)據(jù)的循環(huán)重復(fù)，它代表了為防止數(shù)據(jù)受到頻域的子載波 間干擾和時域的幀間干擾，在OFDM數(shù)據(jù)幀之間所需的一個時間段。授予楊林等人的、美國專利號為7,072,289的專利描述了一種時 域同步OFDM (TDS-OFDM, Time-Domain Synchronous OFDM)調(diào) 制方式。在TDS-OFDM調(diào)制中，在數(shù)據(jù)幀之間的保護間隔里插入偽 隨機(PN， Pseudo-Noise )序列，實現(xiàn)同步和信道估計等。TDS-OFDM 調(diào)制和常規(guī)的OFDM或編碼的OFDM調(diào)制有所不同，因為 TDS-OFDM調(diào)制方式?jīng)]有在保護間隔里釆用OFDM數(shù)據(jù)的循環(huán)重 復(fù)，而是使用了一個PN序列，這樣接收機在不額外損失頻譜效率的 情況下，可以實現(xiàn)更快的同步，更快的幀和定時恢復(fù)，以及更魯棒的 信道估計來恢復(fù)傳輸?shù)男畔?。在一個應(yīng)用中，TDS-OFDM調(diào)制方案 使用3780個符號表示固定長度的3780點快速傅立葉變換(FFT, Fast Fourier Transform )。這個固定的FFT長度對于TDS-OFDM調(diào)制方式 來說是特有的。常規(guī)的OFDM調(diào)制使用2n的整數(shù)倍長度的FFT，因 此，不是固定的。在通信信道中，常用糾錯和信道編碼方案來減少傳輸錯誤。低密 度奇偶校驗(LDPC, Low-density Parity Check)碼是一種用于在噪聲 信道里傳輸信息并進行前向糾錯(FEC， Forward Error Correction)的 糾錯碼。LDPC碼可以看成是一種具有二進制奇偶校驗矩陣的編碼，
而奇偶校驗矩陣的元素幾乎都為0。盡管LDPC編碼和其他糾錯編碼并不能保證無誤傳輸，但損失信息的概率卻可以降到所需的程度。LDPC編碼是第一種能使數(shù)據(jù)傳輸速率接近理論最大值，即香農(nóng)極限 的編碼方案。在剛發(fā)現(xiàn)的時候，LDPC編碼被認為在大多數(shù)情況下由 于算法和編碼器的計算量過大而無法實際應(yīng)用，因而沒有得到廣泛使 用。然而，自從LDPC碼被重新發(fā)現(xiàn)后，已在通信系統(tǒng)中得到廣泛 應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個方面， 一種基于LDPC編碼的TDS-OFDM發(fā) 射機包括 一個接收運動圖像專家組標準-2 (MPEG-2)傳送流并提 供編碼數(shù)據(jù)流的編碼器，此編碼器包括一個釆用LDPC碼對MPEG-2 傳送流進行編碼的LDPC編碼器；以及一個接收LDPC編碼數(shù)據(jù)流并 產(chǎn)生數(shù)字基帶輸出信號的時域同步正交頻分復(fù)用(TDS-OFDM)調(diào)制 器，調(diào)制器釆用TDS-OFDM調(diào)制方案。數(shù)字基帶信號包括多個信號 幀，每個信號幀包括一個偽隨機(PN)序列作為信號幀的保護間隔。根據(jù)本發(fā)明的另 一個方面，產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM 調(diào)制信號的方法包括接收MPEG-2傳送流作為輸入數(shù)據(jù)流，用偽隨 機(PN)序列將輸入數(shù)據(jù)流隨機化，對隨機化以后的數(shù)據(jù)流進行博 斯-喬赫里-霍克文黑姆碼(BCH， Bose， Chaudhuri & Hocquenghem Type of Code )編碼，對BCH編碼以后的數(shù)據(jù)流進行LDPC編碼，對 LDPC編碼以后的數(shù)據(jù)流進行TDS-OFDM調(diào)制，產(chǎn)生數(shù)字基帶信號， 數(shù)字基帶信號包括多個信號幀，每個信號幀包括一個偽隨機(PN) 序列作為信號幀的保護間隔。


下面的具體描述和附圖有助于更好的理解本發(fā)明。圖1是符合本發(fā)明 一個實施例的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射 機的框圖；圖2描述了 TDS-OFDM信號幀的幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3描述了符合本發(fā)明一個實施例的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機功能模塊的原理性框圖；圖4描述了符合本發(fā)明 一個實施例的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機輸入信號的數(shù)據(jù)處理流程圖；圖5是本發(fā)明一種LDPC碼的具體數(shù)據(jù)處理流程圖，符合各自相應(yīng)的本發(fā)明實施例；圖6是本發(fā)明一種LDPC碼的具體數(shù)據(jù)處理流程圖，符合各自相應(yīng)的本發(fā)明實施例；圖7本發(fā)明一種LDPC碼的具體數(shù)據(jù)處理流程圖，符合各自相應(yīng)的本發(fā)明實施例；圖8 (a)描述了帶有PN420的信號幀的幀結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8 (b)描述了帶有PN595的信號幀的幀結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8 (c)描述了帶有PN945的信號幀的幀結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
根據(jù)本發(fā)明的原理，基于LDPC的TDS-OFDM通信系統(tǒng)中，所 釆用的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機包括一個LDPC編碼器和一 個TDS-OFDM調(diào)制器?；贚DPC的TDS-OFDM發(fā)射機接收復(fù)用 的MPEG-2傳送流作為輸入信號，進行LDPC編碼和TDS-OFDM調(diào)制，產(chǎn)生數(shù)字I路和數(shù)字Q路的輸出信號。發(fā)射機釆用基于LDPC的 前向糾錯來實現(xiàn)通信系統(tǒng)良好的性能。數(shù)字I路和數(shù)字Q路的輸出信
號可以直接反饋給數(shù)字發(fā)射機的數(shù)字預(yù)矯正器，然后在通信信道上傳 送。發(fā)射機可以工作在單頻或多頻網(wǎng)絡(luò)上。基于LDPC的TDS-OFDM通信系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)系統(tǒng)有許多優(yōu)勢， 尤其是在數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中增強接收性能。本發(fā)明提出的基于 LDPC的TDS-OFDM通信系統(tǒng)一個突出的特性是在每一個信號幀內(nèi)， MPEG-2傳送流數(shù)據(jù)包的個數(shù)通常是一個預(yù)先確定的整數(shù)(例如，2, 3， 4， 6， 8， 9, 12)。在常規(guī)的OFDM調(diào)制系統(tǒng)中，所有情況下每 個信號幀都有確定數(shù)目的數(shù)據(jù)包，這一般是不可能的。在本發(fā)明中，TDS-OFDM通信系統(tǒng)指使用了前文提到的美國專 利7,072,289 (名稱為"在OFDM調(diào)制系統(tǒng)中釆用偽隨機序列填充"， 授權(quán)給楊林等人，該專利整體通過引用與本專利合為一體)中所描述 的TDS-OFDM調(diào)制方式的通信系統(tǒng)。在TDS-OFDM調(diào)制中， 一 個 滿足選擇正交性和封閉關(guān)系的偽隨機(PN)序列加在數(shù)據(jù)塊的保護 間隔內(nèi)。PN序列用于定時恢復(fù)、載波頻率恢復(fù)、信道估計和同步。 PN序列使得TDS-OFDM通信系統(tǒng)的接收機能夠達到更快的同步、更 快的幀和定時恢復(fù)，以及更魯棒的信道估計。在本描述中，還應(yīng)用了基于LDPC的前向糾錯，釆用了一組三個 LDPC碼，它們的特性與TDS-OFDM通信系統(tǒng)的應(yīng)用相一致，并且 具有特殊的優(yōu)勢。特別地，與本發(fā)明一致的TDS-OFDM傳輸方案使 用3780個符號，LDPC碼的參數(shù)也調(diào)到與TDS-OFDM傳輸方案一致 的3780個符號。在本發(fā)明的TDS-OFDM通信系統(tǒng)中使用基于LDPC 的前向糾錯提供了接近信道香農(nóng)限的超強糾錯性能。在一個實施例 中，本發(fā)明的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機使用了 3個準循環(huán) LDPC碼，這些碼的描述參見2007年3月13日由陳蕾提出的、申請 號為11/685， 539的、名稱為"基于LDPC的TDS-OFDM通信系統(tǒng)
中的多速率LDPC碼"的美國專利申請，該專利申請整體通過引用與本專利合為一體，作為參考。在這個專利申請11/685， 539中，描述 了三種碼率為0.4、 0.6、 0.8的準循環(huán)LDPC碼以及它們相應(yīng)的奇偶 校驗矩陣。當這個專利申請11/685, 539中的三種LDPC碼用在本發(fā) 明提到的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機時，通信系統(tǒng)可以達到超 強的、接近信道香農(nóng)限的糾錯性能。圖1是符合本發(fā)明一個實施例的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射 機的框圖。參見圖l, 一個基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機20,它 接收MPEG-2傳送流作為輸入信號，產(chǎn)生一個數(shù)字I和數(shù)字Q信號作 為輸出信號。在本實施例中，傳給發(fā)射機20的輸入信號假定為完全 去抖動的并行MPEG-2傳送流。任何串行到并行的轉(zhuǎn)換(例如數(shù)字視 頻廣播-異步串行接口 ( DVB-ASI ， Digital Video Broadcasting-Asynchronous Serial Interface )轉(zhuǎn)換)或者節(jié)目時鐘參考 (PCR， Program Clock Reference )校正都假定在發(fā)射機20外部進行 處理。如圖1所示，DVB-ASI輸入信號傳給DVB-ASI到并行模塊10, 進行DVB-ASI到并行的轉(zhuǎn)換，然后再傳給MPEG PCR校正模塊12 進行MPEG PCR的校正。經(jīng)過這些處理以后的MPEG-2傳送流傳給 基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機20作為輸入。在一個實施例中，基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機20作為單片 集成電路實現(xiàn)。DVB-ASI到并行的轉(zhuǎn)換模塊10和MPEG PCR校正 模塊12在發(fā)射機20的集成電路以外實現(xiàn)。在其它實施例中，基于 LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機可以和轉(zhuǎn)換、校正電路合在同一個集成 電路上。發(fā)射機20的集成度對本發(fā)明的實現(xiàn)并不是關(guān)鍵因素。在基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機20中，MPEG-2傳送流傳給 編碼器模塊22，產(chǎn)生編碼的數(shù)據(jù)流。編碼器模塊22應(yīng)用一個LDPC
編碼器對輸入信號進行準循環(huán)LDPC編碼來提供前向糾錯。編碼以后的數(shù)據(jù)流傳給TDS-OFDM調(diào)制器模塊24，該模塊釆用TDS-OFDM 調(diào)制方案產(chǎn)生數(shù)字I和數(shù)字Q的輸出信號?；贚DPC的TDS-OFDM傳輸方案的數(shù)字輸出信號組合成一系 列的分層幀結(jié)構(gòu)。圖2顯示了 TDS-OFDM信號幀的幀結(jié)構(gòu)。參見圖 2， 一個TDS-OFDM信號幀包括一個3780個符號的數(shù)據(jù)幀，以及一 個前綴的、可變長度的保護間隔。數(shù)據(jù)幀包括承載數(shù)據(jù)載荷的3744 個符號和承載傳輸參數(shù)信令(TPS, Transmission Parameter Signaling ) 的36個符號。TPS符號承載了能使解調(diào)器或接收機自動適配到輸入 傳輸模式的信息，例如FEC內(nèi)碼碼率及時域交織器長度。在一個實施例中，保護間隔的長度可以是幀長度(3780個符號) 除以9 (420個符號)，如圖8(a)所示，也可以是幀長度除以4 ( 945 個符號)，如圖8(c)所示。保護間隔的長度也可以是595個符號， 如圖8 (b)所示?，F(xiàn)在詳細描述本發(fā)明的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機的構(gòu)成。 圖3是符合本發(fā)明實施例的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機的功能 模塊的原理性框圖。參見圖3,基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機200 (以后稱作"發(fā)射機200")包括一個編碼器模塊222和一個 TDS-OFDM調(diào)制器224。發(fā)射機200接收MPEG-2傳送流(TS， Transport Stream)以及時鐘信號作為輸入信號，產(chǎn)生相應(yīng)得數(shù)字I和 數(shù)字Q輸出信號。發(fā)射機200的編碼器模塊222包括一個隨機化模塊232， 一個 BCH編碼器234和一個LDPC編碼器236。隨機化模塊232用 一個偽 隨機(PN)序列將輸入數(shù)據(jù)流隨機化。隨機化在BCH和前向糾錯之 前完成。在接收機/解調(diào)器中，恢復(fù)PN序列，并用于解碼隨機化的數(shù)
據(jù)凈荷。在一個實施例中，隨機化模塊232釆用的PN序列為32767個符 號長。進一步的，在一個設(shè)施例中，PN序列由多項式l+x"+x"產(chǎn)生， 初始條件為100101010000000。隨機化模塊232在每個信號幀都被復(fù) 位到初始條件。其它情況它將自由運行直至再次復(fù)位。隨機化模塊232的輸出耦合到作為外碼編碼器的BCH編碼器 234。在本實施例中，BCH編碼器釆用BCH(762， 752)碼，是BCH (1023, 1013 )碼的二進制縮短碼，生成多項式為l+x3+x1()。在數(shù)據(jù)流被BCH編碼以后，信號傳送到作為內(nèi)碼FEC編碼器的 LDPC編碼器236。 LDPC編碼器236把信號編成準循環(huán)低密度奇偶 校驗(QC-LDPC, Quasi-cyclic Low Density Parity Check)碼。在本 實施例中，LDPC編碼器為三種不同速率的LDPC碼(碼率0.4、碼 率0.6、碼率0.8)。更進一步，本實施例中，三種LDPC碼通過LDPC 碼模塊238提供給LDPC編碼器236。在其它實施例中，LDPC碼可 以通過固件或者軟件提供給LDPC編碼器236。在一個實施例中，三 個LDPC碼的描述在2007年3月13日由陳蕾提出的、名稱為"基于 LDPC的TDS-OFDM通信系統(tǒng)中的多速率LDPC碼"的美國專利申 請中，申請?zhí)枮?1/685, 539。發(fā)射機200的編碼器模塊222中，待傳輸?shù)男畔⒔?jīng)過BCH編碼 器234 LDPC編碼器236處理。設(shè)計的BCH編碼器234和LDPC編 碼器236產(chǎn)生精確的3780個符號(LDPC生成的3744個的符號和 36個沃爾什編碼的TPS導(dǎo)頻)，使得與調(diào)制器模塊224的3780點的 逆快速傅立葉變換(IFFT, Inverse FFT)相一致。輸入數(shù)據(jù)流經(jīng)過隨機化和編碼以后，送給TDS-OFDM調(diào)制器 224。 TDS-OFDM調(diào)制器224包括一個率轉(zhuǎn)換器240， 一個時域交織 器242， 一個逆FFT(IFFT, Inverse FFT)模塊246, —個保護間隔 插入模塊248，以及一個根方升余弦(SRRC, Square Root Raised Cosine)濾波器250。在本實施例中，TDS-OFDM調(diào)制系統(tǒng)是基于不同的調(diào)制方式(四 相移鍵控(QPSK， Quad Phase Shift Keying )、 16正交幅度調(diào)制(QAM, Quadrature Amplitude Modulation )， 64QAM)和不同的編碼碼率(0.4, 0.6, 0.8)的多速率系統(tǒng)。在本描述中，QPSK代表四相相移鍵控(Quad Phase Shift Keying), QAM代表正交幅度調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation)。外碼BCH和內(nèi)碼LDPC的輸出信號是逐比特的。根據(jù) 不同的調(diào)制方式和編碼速率，率轉(zhuǎn)換器240將編碼器模塊222的比特 輸出合并為字節(jié)，并調(diào)整字節(jié)輸出時鐘的速度，使得調(diào)制器的 MPEG-2包輸出信號能夠在整個調(diào)制過程中均勻分布。率轉(zhuǎn)換以后，信號耦合給時域交織器242。在TDS-OFDM調(diào)制 器224中，時域交織器242用來增強發(fā)射信號對干擾噪聲的抵抗能力。 時域交織器242是一個卷積交織器，需要一個大小為B* (B-l) *M/2 的存儲器244，其中B為分支的數(shù)量，M為深度。經(jīng)過時域交織模塊以后，信號傳給進行3780點反向傅立葉變換 搡作的逆FFT(IFFT)模塊246。在本實施例中，TDS-OFDM調(diào)制器 224既可以工作在多載波模式下，又可以工作在單載波模式下。在多 載波模式下，映射以后的符號被認為是頻域數(shù)據(jù)。因此，當選擇多載 波模式時，信號傳遞給IFFT模塊246， IFFT操作將符號轉(zhuǎn)換成相應(yīng) 的時域信號。另一方面，在單載波模式下，映射以后的符號直接就認 為是時域數(shù)據(jù)。因此，當選擇單載波模式時，IFFT操作將被跳過。下一步，保護間隔插入模塊插入所選擇的保護間隔，PN420、或 PN595、或PN945，如圖8 ( a) - ( c)所示。最后的信號幀傳給根方
升余弦(SRRC ， Square Root Raised Cosine )濾波器250。濾波以后， 調(diào)制數(shù)據(jù)以數(shù)字I和數(shù)字Q信號輸出。參見圖4的流程圖，經(jīng)過基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機200 的數(shù)據(jù)流程描述如下。參見圖4 ，基于LDPC的TDS-OFDM調(diào)制方 式300開始于接收MPEG-2傳送流作為輸入(步驟302)。 MPEG-2 傳送流首先進行隨機化，以確保發(fā)射信號在頻域沒有任何頻譜尖峰 (步驟304)。然后傳送流送到釆用某種特定BCH碼字的外碼BCH 編碼器(步驟308)。 BCH編碼器加上10個校驗比特，將752個比特 編成762個比特。BCH編碼器的輸出信號送去進行LDPC編碼(步 驟310 ) 。 LDPC編碼使用不同碼率的三種LDPC碼字312之一 。LDPC 編碼根據(jù)工作速率將若干個762比特的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成7493個比特大 小的數(shù)據(jù)塊。然后刪除信號塊的5個校驗比特，產(chǎn)生7488個比特(步 驟314)。接著LDPC編碼器輸出的7488個比特送去進行TDS-OFDM調(diào)制 (步驟316)。首先，7488個比特經(jīng)過率轉(zhuǎn)換器進行速率轉(zhuǎn)換(步驟 318 )。率轉(zhuǎn)換器將7488個比特轉(zhuǎn)換成3780個符號(LDPC產(chǎn)生的3744 個符號和36個沃爾什編碼的TPS導(dǎo)頻)，和IFFT長度相容。然后， 時域交織模塊進行卷積擴展，這并不改變數(shù)據(jù)塊的大小，而只是改變 3780個符號的順序(步驟320)。當選擇多載波模式時，3780個符號 送去做3780點的逆FFT變換(IFFT)。 IFFT將頻域信息轉(zhuǎn)換為時域 信號(步驟322)。如果選擇的是單載波模式，IFFT操作就被跳過。 接著插入保護間隔(步驟324)。 PN420、 PN595、或PN945的保護間 隔，分別對應(yīng)420個符號、595個符號、或者945個符號，插在每個 3780個符號的幀的開始。接著輸出送到SRRC濾波器進行頻譜整形 (步驟326)得到數(shù)字I與Q信號(步驟328)。數(shù)字輸出信號也可
以經(jīng)過上變換，并作為數(shù)字中頻(IF, Intermediate Frequency )輸出。 圖5至圖7是根據(jù)本發(fā)明三種不同的LDPC碼所設(shè)計的基于 LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機的不同實現(xiàn)的流程圖。參見圖5所示的 流程圖400，當選擇碼率0.4的LDPC (7493, 3048)碼字時(步驟 408)，隨機化器提供752個輸入信號比特，它們表示為3008個符號 (752 x 4 )(步驟402 )。 752個比特在BCH編碼器里編成762個比特 (步驟404)，產(chǎn)生3048個符號(762x4)。然后LDPC編碼器將信 號編成7493個比特(步驟406)。刪除5個校驗比特得到7488個比 特(步驟410)。接著7488個比特按照TDS-OFDM調(diào)制方式進行調(diào) 制(步驟412 ),產(chǎn)生每個數(shù)字I和數(shù)字Q輸出信號的3780個符號(步 驟414)。參見圖6所示的流程圖500,當選擇碼率0.6的LDPC (7493, 4572)碼字時(步驟508 )，隨機化器提供752個輸入信號比特，它 們表示為4512個符號(752 x 6)(步驟502)。 752個比特在BCH編 碼器里編成762個比特(步驟504),產(chǎn)生4572個符號(762x6)。 然后LDPC編碼器將信號編成7493個比特(步驟506)。刪除5個校 驗比特得到7488個比特(步驟510)。接著7488個比特按照 TDS-OFDM調(diào)制方式進行調(diào)制(步驟512),產(chǎn)生每個數(shù)字I和數(shù)字 Q輸出信號的3780個符號(步驟514)。參見圖7所示的流程圖600,當選擇碼率0.8的LDPC (7493， 6096)碼字(步驟608)時，隨機化器提供752個輸入信號比特，它 們表示為6016個符號(752x 8)(步驟602)。 752個比特在BCH編 碼器里編成762個比特(步驟604)，產(chǎn)生6096個符號(762x 8)。 然后LDPC編碼器將信號編成7493個比特(步驟606)。刪除5個校 驗比特得到7488個比特(步驟610)。接著7488個比特按照TDS-OFDM調(diào)制方式進行調(diào)制(步驟612)，產(chǎn)生每個數(shù)字I和數(shù)字 Q輸出信號的3780個符號(步驟614)。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細說明，但本發(fā)明 并不限制于上述實施例。在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求的精神和范圍情 況下，可作出各種修改或改變。附加的權(quán)利要求定義了本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機，其特征在于，由以下部分組成一個編碼器，接收MPEG-2傳送流并提供編碼數(shù)據(jù)流，編碼器包含用低密度奇偶校驗碼，即LDPC碼，對MPEG-2傳送流進行編碼的LDPC編碼器；以及一個時域同步正交頻分復(fù)用，即TDS-OFDM調(diào)制器，接收LDPC編碼數(shù)據(jù)流，并用TDS-OFDM調(diào)制方式產(chǎn)生數(shù)字基帶的輸出信號，數(shù)字基帶信號由信號幀組成，每個信號幀包含一個作為保護間隔的PN序列。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機，其特征在于，所述編碼器包含一個隨機化器，接收MPEG-2傳送流作為輸入數(shù)據(jù)流，并用PN 序列對輸入數(shù)據(jù)流進行隨機化處理；一個BCH編碼器，接收隨機化的輸入數(shù)據(jù)流，并用BCH碼對隨 機化的數(shù)據(jù)流進行編碼；以及一個LDPC編碼器，接收BCH編碼的數(shù)據(jù)流，并用LDPC碼對 BCH編碼數(shù)據(jù)流進行編碼。
3. 如權(quán)利要求2所述的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機，其特 征在于，所述LDPC碼包含一個QC-LDPC碼，該碼從不同碼率0.4、 0.6、 0.8的一組準循環(huán)LDPC碼中選擇。
4. 如權(quán)利要求3所述的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機，其特 征在于，所述一組準循環(huán)LDPC碼包含一個碼率0.4的(7493, 3048) QC-LDPC碼， 一個碼率0,6的(7493， 4572 ) QC-LDPC碼， 一個碼 率0.8的(7493, 6096 ) QC-LDPC碼。
5. 如權(quán)利要求4所述的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機，其特 征在于，所述LDPC編碼器產(chǎn)生7493個LDPC編碼數(shù)據(jù)流的比特， 刪除其中5個校驗比特，產(chǎn)生7488個LDPC編碼數(shù)據(jù)流的比特。
6. 如權(quán)利要求1所述的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機，其特 征在于，所述TDS-OFDM調(diào)制器工作在多載波模式下，TDS-OFDM 調(diào)制器的組成如下一個率轉(zhuǎn)換器，接收LDPC編碼的數(shù)據(jù)流，將編碼數(shù)據(jù)流的比特 合并為字節(jié)，并且調(diào)整字節(jié)輸出時鐘的速度；一個時域交織器，接收率轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)流，并進行卷積擴展；一個IFFT，接收時域交織器輸出的數(shù)據(jù)流，并將頻域信息轉(zhuǎn)換 為時域信號，IFFT產(chǎn)生OFDM符號的數(shù)據(jù)幀；一個保護間隔插入模塊，在數(shù)據(jù)幀之間的保護間隔內(nèi)插入PN序 列，每個保護間隔和數(shù)據(jù)幀構(gòu)成一個信號幀；以及一個SRRC，對信號幀進行濾波，產(chǎn)生數(shù)字基帶信號。
7. 如權(quán)利要求1所述的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機，其特 征在于，所述TDS-OFDM調(diào)制器工作在單載波模式下，TDS-OFDM 調(diào)制器的組成如下一個率轉(zhuǎn)換器，接收LDPC編碼的數(shù)據(jù)流，將編碼數(shù)據(jù)流的比特 合并為字節(jié)，并且調(diào)整字節(jié)輸出時鐘的速度；一個時域交織器，接收率轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)流，并進行卷積擴展； 一個保護間隔插入模塊，在數(shù)據(jù)幀之間的保護間隔內(nèi)插入PN序列，每個保護間隔和數(shù)據(jù)幀構(gòu)成一個信號幀；以及一個SRRC，對信號幀進行濾波，產(chǎn)生數(shù)字基帶信號。
8. 如權(quán)利要求6所述的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機，其特 征在于，所述IFFT的長度固定為3780個符號，LDPC碼字也調(diào)整倒 IFFT的3780個符號長度。
9. 如權(quán)利要求1所述的基于LDPC的TDS-OFDM發(fā)射機，其特征在于，所述數(shù)字基帶信號由數(shù)字I和數(shù)字Q構(gòu)成。
10. —種產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM調(diào)制信號的方法， 其特征在于，由如下步驟構(gòu)成接收MPEG-2傳送流作為輸入數(shù)據(jù)流；用偽隨機序列對輸入數(shù)據(jù)流進行隨機化；用BCH碼對隨機化的數(shù)據(jù)流進行編碼；用LDPC碼對BCH編碼數(shù)據(jù)流進行編碼；以及用TDS-OFDM調(diào)制方式對LDPC編碼數(shù)據(jù)流進行調(diào)制，產(chǎn)生數(shù)字基帶信號，數(shù)字基帶信號由信號幀組成，每個信號幀包含一個作為保護間隔的PN序列。
11. 如權(quán)利要求10所述的產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM 調(diào)制信號的方法，其特征在于，所述對LDPC編碼數(shù)據(jù)流進行調(diào)制， 當調(diào)制為多載波調(diào)制時，包括對LDPC編碼數(shù)據(jù)流進行率轉(zhuǎn)換； 對率轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)流進行卷積擴展；進行反向快速傅立葉變換，將頻域信息轉(zhuǎn)換為時域信號，產(chǎn)生 OFDM符號的數(shù)據(jù)幀；在數(shù)據(jù)幀的保護間隔內(nèi)插入PN序列， 一個保護間隔和一個數(shù)據(jù) 幀構(gòu)成一個信號幀；以及用SRRC濾波器對信號幀進行濾波，產(chǎn)生數(shù)字基帶信號。
12. 如權(quán)利要求11所述的產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM 調(diào)制信號的方法，其特征在于，所述對LDPC編碼數(shù)據(jù)流進行率轉(zhuǎn)換 包括將編碼數(shù)據(jù)流比特合并為字節(jié)，并調(diào)整字節(jié)輸出時鐘的速度。
13. 如權(quán)利要求10所述的產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM調(diào)制信號的方法，其特征在于，所述對LDPC編碼數(shù)據(jù)流進行調(diào)制， 當調(diào)制為單載波調(diào)制時，包括對LDPC編碼數(shù)據(jù)流進行率轉(zhuǎn)換；對率轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)流進行卷積擴展；在數(shù)據(jù)幀的保護間隔內(nèi)插入PN序列， 一個保護間隔閡 一個數(shù)據(jù)幀構(gòu)成一個信號幀；以及用SRRC濾波器對信號幀進行濾波，產(chǎn)生數(shù)字基帶信號。
14. 如權(quán)利要求12所述的產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM 調(diào)制信號的方法，其特征在于，所述對LDPC編碼數(shù)據(jù)流進行率轉(zhuǎn)換 包括將編碼數(shù)據(jù)流比特合并為字節(jié)，并調(diào)整字節(jié)輸出時鐘的速度。
15. 如權(quán)利要求10所述的產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM 調(diào)制信號的方法，其特征在于，所述對BCH編碼以后的數(shù)據(jù)流進行 LDPC編碼包括刪佘N個校驗比特。
16. 如權(quán)利要求10所述的產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM 調(diào)制信號的方法，其特征在于，所述LDPC碼包含一個QC-LDPC碼， 該碼從不同速率0.4、 0.6、 0.8的一組準循環(huán)LDPC碼中選擇。
17. 如權(quán)利要求16所述的產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM 調(diào)制信號的方法，其特征在于，所述一組準循環(huán)LDPC碼包含一個碼 率0.4的(7493， 3048) QC-LDPC碼, 一個碼率0.6的(7493, 4572) QC畫LDPC碼, 一個碼率0.8的(7493， 6096 ) QC-LDPC碼。
18. 如權(quán)利要求17所述的產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM 調(diào)制信號的方法，其特征在于，所述對BCH編碼以后的數(shù)據(jù)流進行 LDPC編碼包括編碼數(shù)據(jù)流產(chǎn)生7493個LDPC編碼數(shù)據(jù)流的比特， 刪除其中5個校驗比特，產(chǎn)生7488個LDPC編碼數(shù)據(jù)流的比特。
19.如權(quán)利要求10所述的產(chǎn)生和傳輸基于LDPC的TDS-OFDM調(diào)制信號的方法，其特征在于，所述數(shù)字基帶信號由數(shù)字I和數(shù)字Q 構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于LDPC編碼的TDS-OFDM通信系統(tǒng)發(fā)射機，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。基于LDPC編碼的TDS-OFDM發(fā)射機包括一個接收MPEG-2傳送流并提供編碼數(shù)據(jù)流的編碼器，編碼器包括一個采用LDPC碼對MPEG-2傳送流進行編碼的LDPC編碼器；以及一個接收LDPC編碼數(shù)據(jù)流并產(chǎn)生數(shù)字基帶輸出信號的TDS-OFDM(時域同步正交頻分復(fù)用)調(diào)制器，調(diào)制器采用TDS-OFDM調(diào)制方式。數(shù)字基帶信號包括多個信號幀，每個信號幀包括一個偽隨機(PN)序列作為信號幀的保護間隔。
文檔編號H04L25/03GK101119353SQ20071013000
公開日2008年2月6日 申請日期2007年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者丹尼斯·溫卡塔察勒姆, 宏 俞, 林 楊 申請人:北京凌訊華業(yè)科技有限公司