專利名稱：：一種基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及針對中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法與裝置。
背景技術(shù)：
：中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱國標(biāo))設(shè)計為單業(yè)務(wù)系統(tǒng)，即在每個頻段內(nèi)僅使用一種幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和星座映射方式。典型中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射機框圖參見圖1，輸入數(shù)據(jù)碼流經(jīng)過擾碼器(隨機化)、前向糾錯編碼，然后進行從比特流到符號流的星座映射形成原始幀，原始幀再進行交織后形成交織幀，交織幀與系統(tǒng)信息組合(復(fù)用)后，經(jīng)過幀體數(shù)據(jù)處理形成幀體，幀體與相應(yīng)的幀頭復(fù)接為信號幀(組幀)，經(jīng)過基帶后處理轉(zhuǎn)換為基帶輸出信號，該信號經(jīng)正交上變頻轉(zhuǎn)換為射頻信號。隨著用戶差異化的需求，對于數(shù)字電視廣播的不同業(yè)務(wù)有不同的需求?，F(xiàn)有國標(biāo)系統(tǒng)中，多個業(yè)務(wù)只能以TS(TransportStream,傳送流)包為單位在發(fā)送端的輸入數(shù)據(jù)碼流中進行TS包層次的復(fù)用。來自不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)在經(jīng)過編碼、星座映射、和交織后完全混雜在一起，因此即使接收端用戶只需要屬于某一個特定業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，也需要將所有業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)進行接收和解調(diào)，使得接收機必須在全部時間處于工作狀態(tài)，增加了接收機功耗和成本。此外，不同的業(yè)務(wù)通常針對不同的用戶、不同的服務(wù)(如文字服務(wù)、音頻廣播、手機電視、標(biāo)清電視、高清電視)和不同的接收設(shè)備(如固定接收機、移動接收、手持接收機等)，因此要求不同業(yè)務(wù)的覆蓋范圍或解調(diào)信噪比門限能夠有所差別，以適應(yīng)不同用戶、服務(wù)與接收設(shè)備的差異。但由于在現(xiàn)有國標(biāo)實施中各個業(yè)務(wù)采用的編碼、星座映射以及交織方式完全相同，因而難以滿足以上的要求。為了高效利用頻譜資源，如何在同一電視頻段內(nèi)為不同用戶提供不同傳輸質(zhì)量、不同接收條件的分級多業(yè)務(wù)傳輸，并保證對現(xiàn)有系統(tǒng)的最大兼容，是一個亟待解決的難題。首先，要保證插入新增業(yè)務(wù)不干擾現(xiàn)有系統(tǒng)；其次，插入新增業(yè)務(wù)與現(xiàn)有業(yè)務(wù)之間有較大的接收門限差異，例如在高清廣播頻道中插入低速率、低門限接收的手機電視業(yè)務(wù)，兩者通常需要有10dB以上的接收門限差；此外，需在物理層分割不同業(yè)務(wù)以降低功耗，例如，對于手機電視業(yè)務(wù)，需要引入節(jié)電模式，使接收機不必全時工作；最后，還需滿足新增業(yè)務(wù)的特珠要求，例如目前國標(biāo)系統(tǒng)有較長的交織模式，通常需要外部存儲器完成解交織過程，而這對于低功耗、小體積的手持接收設(shè)備是無法實現(xiàn)的。為了使現(xiàn)有國標(biāo)系統(tǒng)能夠支持多業(yè)務(wù)傳輸，一種可行的方法是在現(xiàn)有國標(biāo)系統(tǒng)中開辟多個物理層子信道，將不同的業(yè)務(wù)在不同的物理層子信道中傳輸。如果不同的物理層子信道在傳輸中按照配置有規(guī)律地占用不同的時間/頻率資源，那么接收端就可以方便地將不同子信道中傳輸?shù)亩鄻I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)分開來，從而有效地實現(xiàn)多業(yè)務(wù)傳輸。因此使國標(biāo)系統(tǒng)支持多業(yè)務(wù)傳輸?shù)年P(guān)鍵在于在現(xiàn)有國標(biāo)系統(tǒng)的框架下如何合理地劃分出物理層子信道的信道分配方案；以及利用物理層子信道進行多業(yè)務(wù)傳輸?shù)膶嵤┓桨浮?br/>發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法與裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中來自不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)在經(jīng)過相同的編碼、星座映射、和交織后完全混雜在一起，造成接收端用戶不能只接收所需業(yè)務(wù)，接收機始終處于工作狀態(tài)而增加其功耗和成本；各個業(yè)務(wù)采用的編碼、星座映射、以及交織方式完全相同，不同業(yè)務(wù)由于覆蓋范圍或解調(diào)信噪比門限相同而不能適應(yīng)不同用戶、6服務(wù)與接收設(shè)備的差異的缺陷。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法，包括以下步驟步驟l，根據(jù)基本業(yè)務(wù)傳輸方式確定基本凈荷單元的結(jié)構(gòu)與數(shù)量;步驟2,根據(jù)插入新增業(yè)務(wù)需求，將一個或多個所述基本凈荷單元組成一個或多個新增物理層子信道，供插入新增業(yè)務(wù)使用；步驟3,新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過隨機化、編碼、星座映射、交織、功率調(diào)整后插入所述基本凈荷單元；步驟4，按照基本業(yè)務(wù)傳輸參數(shù)對插入基本凈荷單元的數(shù)據(jù)進行解交織、解映射、解隨機化、數(shù)據(jù)包封裝后得到等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包；步驟5,將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包復(fù)用，將復(fù)用后信號經(jīng)過所述基本業(yè)務(wù)發(fā)射機發(fā)射。其中，步驟i中所述基本業(yè)務(wù)指國標(biāo)系統(tǒng)基本數(shù)字電視業(yè)務(wù)，所述基本業(yè)務(wù)傳輸方式指基本業(yè)務(wù)釆用的編碼、星座映射、交織等方式。其中，步驟i中所述基本凈荷單元為基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過隨機化、編碼、星座映射、交織后得到的數(shù)據(jù)中的一組有規(guī)律分布的符號段，此符號段在傳輸時有規(guī)律的占用某些時間或頻率片段，是基本業(yè)務(wù)中凈荷(傳輸數(shù)據(jù)包)對應(yīng)的符號。其中，步驟l中所述基本凈荷單元結(jié)構(gòu)是基于傳輸數(shù)據(jù)包的凈荷，所述傳輸數(shù)據(jù)包包括但不限于MPEG-2、AVS、H.264數(shù)據(jù)包。其中，對中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)，步驟l中所述基本凈荷單元數(shù)量具體為若交織深度似=720，整個物理信道內(nèi)基本凈荷單元數(shù)量為10《，其中《為一個原始幀中傳輸數(shù)據(jù)包數(shù)量；若交織深度Af=240且為64QAM星座映射方式，整個物理信道內(nèi)基本凈荷單元數(shù)量為10A/3;所述原始幀是指輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過隨機化、前向糾錯編碼、星座映射后形成的數(shù)據(jù)符號塊。其中，步驟2中所述每個新增物理層子信道是由一個或多個基本凈荷單元組成。其中，步驟2中所述新增業(yè)務(wù)需求具體是指新增業(yè)務(wù)的編碼、星座映射方式、實時性要求及其傳輸數(shù)據(jù)速率、業(yè)務(wù)覆蓋范圍、接收機信噪比門限等需求。其中，步驟3中所述新增業(yè)務(wù)的星座映射方式中，其星座映射點是基本業(yè)務(wù)的星座映射點(或其拓展星座映射)的一個子集。其中，步驟3中所述新增業(yè)務(wù)星座映射必須兼容基本業(yè)務(wù)的星座映射或基本業(yè)務(wù)的拓展星座映射。其中，步驟4中所述基本業(yè)務(wù)傳輸參數(shù)是指基本業(yè)務(wù)采用的編碼、星座映射、交織等方式的參數(shù)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案還提供一種基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸裝置，包括基本凈荷配置單元、控制單元、新增業(yè)務(wù)編碼和星座映射單元、基本凈荷填充單元、基本業(yè)務(wù)解調(diào)單元、數(shù)據(jù)包復(fù)用單元、基本業(yè)務(wù)編碼映射和后處理單元，其中基本凈荷配置單元根據(jù)基本業(yè)務(wù)的傳輸參數(shù)確定基本凈荷單元的結(jié)構(gòu)與數(shù)量；并根據(jù)插入新增業(yè)務(wù)需求，分配一個或多個所述基本凈荷單元組成一個或多個物理層子信道供插入新增業(yè)務(wù)使用；控制單元產(chǎn)生控制信號將新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)填充到對應(yīng)基本凈荷填充單元；產(chǎn)生控制信號將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包進行復(fù)用；新增業(yè)務(wù)編碼和星座映射單元將新增業(yè)務(wù)傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過獨立的編碼、星座映射、交織后送入基本凈荷填充單元；基本凈荷填充單元在控制模塊調(diào)度下，將新增業(yè)務(wù)編碼和星座映射單元的輸出數(shù)據(jù)填充到分配的物理層子信道對應(yīng)的基本凈荷單元中，送入基本業(yè)務(wù)解調(diào)單元；基本業(yè)務(wù)解調(diào)單元將基本凈荷填充單元按照原業(yè)務(wù)的編碼和星座映射模式進行解交織、解映射、解隨機化后進行數(shù)據(jù)包封裝，得到等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包，并送入數(shù)據(jù)包復(fù)用單元；數(shù)據(jù)包復(fù)用單元基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包在控制模塊調(diào)度下進行復(fù)用，其結(jié)果送入基本業(yè)務(wù)編碼映射和后處理單元；基本業(yè)務(wù)編碼映射和后處理單元將復(fù)用后信號按照基本業(yè)務(wù)的編碼和星座映射模式進行隨機化、糾錯編碼、映射、交織后得到待傳輸數(shù)據(jù)，待傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過幀體處理、組幀、基帶后處理、上變頻后通過發(fā)射天線傳輸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點在不影響原有基本業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，可使用獨立的編碼、星座映射和交織方式來滿足新增業(yè)務(wù)的需求，實現(xiàn)分級多業(yè)務(wù)傳輸，具有省電功能，并降低了新增業(yè)務(wù)接收機成本、功耗和實現(xiàn)復(fù)雜度。圖l是一種中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射機框圖2是一種中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)釆用的卷積交織示意圖3是本發(fā)明的一種分級多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)發(fā)射機框圖；圖4是本發(fā)明實施例一中發(fā)送端各步驟間數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系示意圖；圖5是本發(fā)明實施例一中發(fā)送端數(shù)據(jù)交織前后對應(yīng)關(guān)系示意圖；圖6是本發(fā)明實施例一中基本凈荷單元占用的時頻資源示意圖；圖7是本發(fā)明實施例一中新增業(yè)務(wù)占用的時頻資源示意圖；圖8是本發(fā)明實施例二中發(fā)送端各步驟間數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系示意圖圖9是本發(fā)明實施例二中發(fā)送端數(shù)據(jù)交織前后對應(yīng)關(guān)系示意圖；圖10是本發(fā)明實施例二中基本凈荷單元占用的時頻資源示意圖；圖11是本發(fā)明實施例二中新增業(yè)務(wù)占用的時頻資源示意圖；圖12是本發(fā)明實施例三中新增業(yè)務(wù)占用的時頻資源示意圖。9具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細(xì)說明。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例一一種針對中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)的傳輸方法。在本實施例中，國標(biāo)系統(tǒng)基本數(shù)字電視業(yè)務(wù)(以下簡稱基本業(yè)務(wù))設(shè)定采用LDPC0.8(6096，7488)編碼，星座映射為16QAM，交織深度M:720，單載波模式，幀頭模式PN420;嵌入新增多媒體業(yè)務(wù)(以下簡稱新增業(yè)務(wù))為手機業(yè)務(wù)，其數(shù)據(jù)率為384Kbps，釆用國標(biāo)規(guī)范的糾錯編碼LDPC0.4(3048,7488),星座映射為QPSK，交織深度il^48。為了敘述方便，首先結(jié)合圖4對下文用到的一些定義和概念進行必要的定義和說明。TS包即傳輸數(shù)據(jù)包，現(xiàn)有國標(biāo)系統(tǒng)信源編碼部分通常采用MPEG-2、R264或者AVS標(biāo)準(zhǔn)。以MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)為例，其傳輸碼流是基于TS包的，每個TS包大小為188字節(jié)，即188*8=1504比特。原始幀輸入TS包經(jīng)過隨機化、前向糾錯編碼、星座映射后形成的長度為3744個符號的數(shù)據(jù)符號塊。交織幀原始幀經(jīng)過幀間符號卷積交織(如圖2所示)后形成的長度為3744個符號的數(shù)據(jù)符號塊。信號幀國標(biāo)中多級復(fù)幀結(jié)構(gòu)的基本單元，由幀頭和幀體復(fù)接組成。幀體由交織幀經(jīng)過與系統(tǒng)信息的復(fù)用、幀體數(shù)據(jù)處理后得到?；緝艉蓡卧豢棊械囊唤M有規(guī)律分布的符號段，它在信道傳輸時有規(guī)律的占用某些時間與頻率片段，是基本業(yè)務(wù)中凈荷(傳輸數(shù)據(jù)包)對應(yīng)的符號。物理層子信道物理層信道中開辟的子信道，它在物理層中有規(guī)律地占用不同的時間與頻率段，且接收端在物理層結(jié)構(gòu)上可以區(qū)分出來。本發(fā)明所指物理層子信道是由一個或多個基本凈荷單元組成。本實施例包括以下步驟步驟101,根據(jù)基本業(yè)務(wù)傳輸方式確定基本凈荷單元的結(jié)構(gòu)與數(shù)量；如果新增業(yè)務(wù)釆用與基本業(yè)務(wù)不同的星座映射、編碼、交織方式，新增業(yè)務(wù)為了不影響基本業(yè)務(wù)，只能使用基本業(yè)務(wù)中凈荷(傳輸數(shù)據(jù)包)對應(yīng)的符號，而其他符號位則需滿足基本業(yè)務(wù)的編碼映射方式，用新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對應(yīng)的校驗數(shù)據(jù)填充。原始幀與交織幀一一對應(yīng)。根據(jù)國標(biāo)(參見文獻(xiàn)"國家標(biāo)準(zhǔn)GB20600-2006，數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制，2006")可知每個原始幀和交織幀是一一對應(yīng)的，都包括3744個數(shù)據(jù)符號。由于數(shù)據(jù)符號在交織幀中的位置決定了其在傳輸中占用的時間位置(單載波模式)或頻率位置(多載波模式)，而交織幀中的數(shù)據(jù)符號又是由原始幀中的數(shù)據(jù)符號一一映射而來，因此，在保持多級復(fù)幀結(jié)構(gòu)不變的情況下，對子信道的劃分完全可以等效在交織幀中進行。如果選取原始幀中若干個有規(guī)律的時間與頻率段，使得這些時間與頻率段在交織前、后所占用的時間與頻率片段保持不變，只是順序發(fā)生變化，則接收端在解交織前就可以方便地將不同子信道中傳輸?shù)亩鄻I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)分開來，從而有效地實現(xiàn)多業(yè)務(wù)傳輸。在交織深度M二720模式下，考察從原始幀到交織幀的符號交織運算。對于第"個原始幀，分析表明，它的第52p+《(0Sp〈72，0^《<52)個符號恰好映射為第("+10《)個交織幀中的第52;+《個符號，如圖5所示。即經(jīng)過原始幀到交織幀的符號交織運算，符號的位置編號52;7+g不會改變，但符號的幀編號將發(fā)生改變，幀編號為"的原始幀符號映射到幀號相隔IO的整數(shù)倍的交織幀(編號為"+10《)中去。反之，可以認(rèn)為每個交織幀是多個原始幀經(jīng)交織運算得到的。對于第"個交織幀，它的第52p+《(02/7<72,0《《<52)個符號恰好由編號為-10《的原始幀經(jīng)符號交織運算得到。對于16QAM編碼、LDPC0.8碼率的基本業(yè)務(wù)，每個TS包的數(shù)據(jù)比特及其校驗比特共同映射為原始幀中的一段連續(xù)的符號，將交織幀按原始幀中TS數(shù)據(jù)包對應(yīng)的符號位置劃分為8個TS包符號段。記第"個ts包符號段為？；，其中1^"S《，《為一個原始幀中包含TS包的數(shù)目。不同星座映射，編碼條件下，一個原始幀中包含的TS包數(shù)目如表1所示，其中交織深度為M=720。將TS包符號段分為10《組，記為/0，/,，…，其中/,={7;l"^mod(10K)〉，則每一組都形成一個基本凈荷單元。在傳輸中，它按照圖6的方式占用原始幀和交織幀中的時間子片(單載波模式)或頻率子片(多載波模式)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>步驟102，根據(jù)插入新增業(yè)務(wù)需求，將一個或多個所述基本凈荷單元組成物理層子信道，供插入新增業(yè)務(wù)使用；基本業(yè)務(wù)星座映射為16QAM、LDPC0.8編碼、PN420模式，在1秒內(nèi)一個基本凈荷單元占用225x8/10-180個時間片或頻率片，而一個長度為188字節(jié)的TS包除去2字節(jié)的PID部分后，其對應(yīng)星座映射后的186><8/4=372個符號，因此一個基本凈荷單元1秒內(nèi)可占用180x372=66960個符號，而新增業(yè)務(wù)釆用LDPC0.4編碼，QPSK星座映射方式，因此一個基本凈荷單元速率為3048/7488x2x66960《54.51Kbps，PN420模式不同編碼映射方式下的一個基本凈荷單元數(shù)據(jù)率如表2所示。顯然新增業(yè)務(wù)可以釆用獨立信道編碼，以便在傳輸速率和傳輸性能之間取得折中，并且可以區(qū)別于基本業(yè)務(wù)的更強大的信道編碼，以提升新增業(yè)務(wù)的整體性能。插入手機電視業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)率為384Kbps，因此分配8個基本凈荷單元供新增業(yè)務(wù)使用，可將一個交織幀中的所有8個TS包對應(yīng)凈荷單元分配給其使用，多余信息位可用來傳遞信令信息或其他信息，其填充方式如圖7所示。這樣新增業(yè)務(wù)完全占用某一個交織幀，而接收端可以僅在1/10的時間工作，大大降低功耗，非常適合手持設(shè)備。表2基本業(yè)務(wù)模式新增業(yè)務(wù)模式一個基本凈荷單元數(shù)據(jù)率16QAM,LDPC0.8QPSK,LDPC0,454.51Kbps16QAM,LDPC0.8QPSK,LDPC0.681.77Kbps16QAM,LDPC0.8QPSK,LDPC0.8109.02Kbps64QAM,LDPC0.6QPSK,LDPC0.436.34Kbps64QAM,LDPC0.6QPSK,LDPC0.654.51Kbps64QAM,LDPC0.6QPSK,LDPC0.872.68Kbps64QAM,LDPC0.616QAM,LDPC0.472.68Kbps64QAM,LX)PC0,616QAM,LDPC0.6109.02Kbps64QAM,LDPC0.616QAM,LDPC0,8145.37Kbps步驟103，新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過隨機化、編碼、星座映射、交織、功率調(diào)整后插入所述基本凈荷單元；為了與基本業(yè)務(wù)共用某些模塊，新增業(yè)務(wù)的隨機化、編碼、星座映射可以延用國標(biāo)方案或進行簡單修改，其釆用參數(shù)具體為隨機化同國標(biāo)一致，分組編碼LDPC0.4(3048，7488),星座映射方式為QPSK，和稍作修改的交織參數(shù)5=52,M=48。這里新增業(yè)務(wù)的星座映射圖是基本業(yè)務(wù)星座圖或其擴展星座圖的子集，具體星座圖選擇還可根據(jù)新增業(yè)務(wù)需求進行功率調(diào)整。例如，如果要加大新增業(yè)務(wù)功率以提高覆蓋范圍，可使用16QAM中的星座點子集{(-3，-3)，(-3,3),(3,-3)，(3,3)}或其擴展星座圖((-3-a,-3-a)，(-3-a，3+a)，(3+a，-3-a)，(3+ot，3+a)),其中a>0;相反，如果降低新增業(yè)務(wù)功率可使用16QAM中的擴展星座圖{(畫3+a,-3+a),(-3+a,3-a)，(3-a,-3+a)，(3-a，3-a)}。步驟104，按照所述基本業(yè)務(wù)傳輸參數(shù)對插入基本凈荷單元的數(shù)據(jù)進行解交織、解映射、解隨機化、數(shù)據(jù)包封裝后得到等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包；對于解映射過程，由于新增業(yè)務(wù)是QPSK星座映射，一個符號代表兩個比特，記作6^;由于基本業(yè)務(wù)是16QAM星座映射，一個符號代表四個比特，記作AA萬A。這里的解映射是將2比特擴展到4比特，因此新增業(yè)務(wù)星座映射必須兼容基本業(yè)務(wù)的星座映射。對于數(shù)據(jù)包封裝過程，由于接收機通常通過TS包的PID信息區(qū)分不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包，因此前文對于TS包的PID信息部分的2字節(jié)信息予以保留，而只占用了186字節(jié)數(shù)據(jù)位；必要時也可將整個4字節(jié)包頭均予以保留。在封裝數(shù)據(jù)包時需要填充PID信息(包頭信息)，獲得等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包。步驟105,將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包復(fù)用，將復(fù)用后信號經(jīng)過所述基本業(yè)務(wù)發(fā)射機發(fā)射。將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)按照預(yù)先分配的基本凈荷單元順序進行復(fù)用，將復(fù)用后的信號經(jīng)過擾碼器(隨機化)、前向糾錯編碼，然后進行從比特流到符號流的星座映射，再進行交織；在與系統(tǒng)信息組合(復(fù)用)后，經(jīng)過幀體數(shù)據(jù)處理形成幀體。而幀體與相應(yīng)的幀頭復(fù)接為信號幀(組幀)，經(jīng)過基帶后處理轉(zhuǎn)換為基帶輸出信號，該信號經(jīng)正交上變頻轉(zhuǎn)換為射頻信號，如圖3所示。實施例二一種針對中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)的傳輸方法。在本實施例中，國標(biāo)系統(tǒng)基本業(yè)務(wù)設(shè)定釆用LDPC0.6(4572,748S)編碼，6aQAM星座映射，交織深度似=240,多載波模式，幀頭模式PN945;嵌入新增業(yè)務(wù)為手機業(yè)務(wù)，其數(shù)據(jù)率為384Kbps,采用國標(biāo)規(guī)范的糾錯編碼LDPC0.8(6096,7488)，星座映射為QPSK,和稍作修改的交織參數(shù)5=52,Af=48。本實施例包括以下步驟步驟201,根據(jù)所述基本業(yè)務(wù)傳輸方式確定基本凈荷單元的結(jié)構(gòu)與數(shù)量；首先結(jié)合圖8對下文用到的一些定義和概念進行必要的定義和說明，此時每個原始幀依次包含三個相同大小子原始幀，分別對應(yīng)原始幀的符號序號0~1247、1248~2495、2496~3743。每個子原始幀由1248個符號組成，依次編號為0~1247。為了方便，我們將每個交織幀也依次拆分為3個相同大小的子交織幀，其對應(yīng)的符號也依次編號為0—1247。編號可以用52/+《(0^^<24,0《《<52)表示。在交織深度Af=240模式，星座映射方式為64QAM模式下，考察從原始幀到交織幀的符號交織運算?？梢宰C明，對原始幀到交織幀的符號交織運算，第"'個子原始幀的第52/+《(0^;<24,(^《<52)個符號恰好映射為第("'+10《)個子交織幀的第52p+《個符號。即M二240的符號交織不改變符號在子交織幀幀內(nèi)的編號，但會將符號映射到第(w'+10g)個子交織幀中去，如圖9所示。對于64QAM編碼、LDPC0.6碼率的基本業(yè)務(wù)，每個TS包的數(shù)據(jù)比特及其校驗比特共同映射為原始幀中的一段連續(xù)的符號，將交織幀按原始幀中TS數(shù)據(jù)包對應(yīng)位置符號位置劃分為9個TS包符號段，此時交織幀中的TS包符號段不與一個完整的TS包相對應(yīng)。記第"個TS包符號段為r"，其中1S"《《，《為一個原始幀中包含TS包的數(shù)目。將TS包符號段分為10K/3組，記為/。,/!,...，/0。^3>1，其中/,={r|"^mod(10《/3)}，則每一組都形成一個基本凈荷單元(64QAM星座映射，交織深度^^=240時，一個原始幀中包含的基本凈荷數(shù)目如表3所示)。在傳輸中，它按照圖10的方式占用原始幀和交織幀中的時間子片(單載波模式)或頻率子片(多載波模式)。表3星座映射LDPC碼率TS包數(shù)目基本凈荷數(shù)目0.462064QAM0.69300.81240步驟202,根據(jù)插入新增業(yè)務(wù)需求，將一個或多個所述基本凈荷單元組成物理層子信道，供插入新增業(yè)務(wù)使用；基本業(yè)務(wù)為64QAM星座映射、LDPC0.6編碼、PN945模式，在1秒內(nèi)一個基本凈荷單元占用200x8x9/30=480個時間或頻率片，而除去PID部分后一個TS包對應(yīng)星座映射后信號的186x8/6二248個符號，因此一個基本凈荷單元1秒內(nèi)占用480><248=119040個符號，而新增業(yè)務(wù)采用LDPC0.8編碼，QPSK星座映射方式，因此一個基本凈荷單元速率為6096/7488x2x119040193.8Kbps。插入手機電視業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)率為384Kbps,因此可分配2個基本凈荷單元供新增業(yè)務(wù)使用，例如，將一個交織幀中的連續(xù)2個凈荷單元分配給其使用，多余信息位可用來傳遞信令信息或其他信息，其填充方式如圖ll所示。這樣新增業(yè)務(wù)接收端可以僅在3/10的時間工作，能夠有效降低功耗。步驟203，新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過隨機化、編碼、星座映射、交織、功率調(diào)整后插入所述基本凈荷單元；為了與基本業(yè)務(wù)共用某些模塊，新增業(yè)務(wù)的隨機化、LDPC編碼、星座映射均延用國標(biāo)方案，僅作局部參數(shù)修改，其釆用參數(shù)具體為隨機化同國標(biāo)一致，編碼LDPC0.4(3048，7488),星座映射方式為QPSK,和稍作修改的交織參數(shù)^=52，M=48。這里新增業(yè)務(wù)的星座映射圖是基本業(yè)務(wù)星座圖的子集，具體星座圖選擇還可根據(jù)新增業(yè)務(wù)需求進行功率調(diào)整。例如，如果將新增業(yè)務(wù)平均功率調(diào)整與基本業(yè)務(wù)功率基本一致，可將QPSK信號映射為64QAM中的星座點子集{(-5，-5),(-5，5)，(5,-5),(5，5)};如果要加大新增業(yè)務(wù)功率以提高覆蓋范圍，可使用64QAM中的星座點子集{(-7，-7)，(-7，7)，(7，-7),(7，7)};相反，如果降低新增業(yè)務(wù)功率可使用64QAM中的星座點子集{(-3,-3),(-3,3),(3,-3),(3，3)}。類似實施例一，也可使用擴展星座圖。步驟204,按照所述基本業(yè)務(wù)傳輸參數(shù)對插入基本凈荷單元的數(shù)據(jù)進行解交織、解映射、解隨機化、數(shù)據(jù)包封裝后得到等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包；對于解映射過程，由于新增業(yè)務(wù)是QPSK星座映射，一個符號代表兩個比特，記作6^;由于基本業(yè)務(wù)是64QAM星座映射，一個符號代表六個比特，記作AAA^5A。這里的解映射是將2比特擴展到6比特，因此新增業(yè)務(wù)星座映射必須兼容基本業(yè)務(wù)的星座映射。對于數(shù)據(jù)包封裝過程，由于接收機通常通過TS包的PID信息區(qū)分不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包，因此前文對于TS包的PID信息部分的2字節(jié)信息予以保留，而只占用了186字節(jié)數(shù)據(jù)位，此時需要將PID信息填充以封裝數(shù)據(jù)包，獲得等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包。步驟205,將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包復(fù)用，將復(fù)用后信號經(jīng)過所述基本業(yè)務(wù)發(fā)射機發(fā)射。將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)按照預(yù)先分配的基本凈荷單元順序進行時域或時頻復(fù)用，將復(fù)用后的信號經(jīng)過擾碼器(隨機化)、前向糾錯編碼，然后進行從比特流到符號流的星座映射，再進行交織；在與系統(tǒng)信息組合(復(fù)用)后，經(jīng)過幀體數(shù)據(jù)處理形成幀體。而幀體與相應(yīng)的幀頭復(fù)接為信號幀(組幀)，經(jīng)過基帶后處理轉(zhuǎn)換為基帶輸出信號，該信號經(jīng)正交上變頻轉(zhuǎn)換為射頻信號，如圖3所示。實施例三一種針對中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)的傳輸方法。在本實施例中，國標(biāo)系統(tǒng)基本數(shù)字電視業(yè)務(wù)(以下簡稱基本業(yè)務(wù))設(shè)定釆用LDPC0.8(6096，7488)編碼，星座映射為16QAM,交織深度M二720,多載波模式，幀頭模式PN420;嵌入新增業(yè)務(wù)1為信令信號，其數(shù)據(jù)率為10Kbps，釆用國標(biāo)中規(guī)范的糾錯編碼LDPC0.4(3048，7488)，星座映射為BPSK,無交織；嵌入新增業(yè)務(wù)2為手機電視業(yè)務(wù)，其數(shù)據(jù)率為3糾Kbps,釆用國標(biāo)中規(guī)范的糾錯編碼LDPC0.4(3048,7488)，星座映射為QPSK，交織參數(shù)3=52，M=48;其數(shù)據(jù)率為3糾Kbps;嵌入新增業(yè)務(wù)3為手機電視業(yè)務(wù),其數(shù)據(jù)率為384Kbps,采用國標(biāo)中規(guī)范的糾錯編碼LDPCO.8(6072,7488),星座映射為QPSK，交織參數(shù)5=52,M=48;所述方法具體包括以下步驟步驟301,根據(jù)所述基本業(yè)務(wù)傳輸方式確定基本凈荷單元的結(jié)構(gòu)與數(shù)量；與步驟101類似，可將原業(yè)務(wù)分為80個基本凈荷單元，其占用的時頻資源如圖6所示。步驟302,根據(jù)插入新增業(yè)務(wù)需求，將一個或多個所述基本凈荷單元組成多個物理層子信道，供插入新增業(yè)務(wù)使用；與步驟102類似，新增業(yè)務(wù)l分配一個基本凈荷單元，組成物理層子信道l,用來描述所有新增業(yè)務(wù)的星座映射、編碼、調(diào)制方式和占用的凈荷單元；新增業(yè)務(wù)2分配八個基本凈荷單元，組成物理層子信道2;新增業(yè)務(wù)3分配四個基本凈荷單元，組成物理層子信道3，其分配方式如圖12所示。步驟303，新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過隨機化、編碼、星座映射、交織、功率調(diào)整后插入所述基本凈荷單元；如圖3所示，與步驟103類似。步驟304，按照所述基本業(yè)務(wù)傳輸參數(shù)對插入基本凈荷單元的數(shù)據(jù)進行解交織、解映射、解隨機化、數(shù)據(jù)包封裝后得到等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包；如圖3所示，與步驟104類似。步驟305，將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包復(fù)用，將復(fù)用后信號經(jīng)過所述基本業(yè)務(wù)發(fā)射機發(fā)射。如圖3所示，與步驟105類似?；谏鲜雒枋?，對本發(fā)明所提出的針對中國數(shù)字電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)的基于物理層子信道劃分的多業(yè)務(wù)分級傳輸方法進行了計算機仿真，主要仿真參數(shù)如表4所示；采用信道模型為巴西數(shù)字電視測試信道B模型，其信道參數(shù)如表5所示；表6給出了不同模式下，基本業(yè)務(wù)和新增業(yè)務(wù)在誤碼率為10_6時的接收門限，從表6中可以看出，選擇合適的基本業(yè)務(wù)與新增業(yè)務(wù)的編碼和星座映射模式，可以獲得較大的接收門限差異，能夠很好實現(xiàn)分級多業(yè)務(wù)傳輸。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表6<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>本發(fā)明進一步提出了一種基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸裝置，包括基本凈荷配置單元、控制單元、新增業(yè)務(wù)編碼和星座映射單元、基本凈荷填充單元、基本業(yè)務(wù)解調(diào)單元、數(shù)據(jù)包復(fù)用單元、基本業(yè)務(wù)編碼映射和后處理單元，其中基本凈荷配置單元根據(jù)基本業(yè)務(wù)的傳輸參數(shù)確定基本凈荷單元的結(jié)構(gòu)與數(shù)量；并根據(jù)插入新增業(yè)務(wù)需求，分配一個或多個所述基本凈荷單元組成一個或多個物理層子信道供插入新增業(yè)務(wù)使用；控制單元產(chǎn)生控制信號將新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)填充到對應(yīng)基本凈荷填充單元；產(chǎn)生控制信號將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包進行復(fù)用；新增業(yè)務(wù)編碼和星座映射單元將新增業(yè)務(wù)傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過獨立的編碼、星座映射、交織后送入基本凈荷填充單元；基本凈荷填充單元在控制模塊調(diào)度下，將新增業(yè)務(wù)編碼和星座映射單元的輸出數(shù)據(jù)填充到分配的物理層子信道對應(yīng)的基本凈荷單元中，送入基本業(yè)務(wù)解調(diào)單元；基本業(yè)務(wù)解調(diào)單元將基本凈荷填充單元按照原業(yè)務(wù)的編碼和星座映射模式進行解交織、解映射、解隨機化后進行數(shù)據(jù)包封裝，得到等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包，并送入數(shù)據(jù)包復(fù)用單元；數(shù)據(jù)包復(fù)用單元基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包在控制模塊調(diào)度下進行復(fù)用，其結(jié)果送入基本業(yè)務(wù)編碼映射和后處理單元；基本業(yè)務(wù)編碼映射和后處理單元將復(fù)用后信號按照基本業(yè)務(wù)的編碼和星座映射模式進行隨機化、糾錯編碼、映射、交織后得到待傳輸數(shù)據(jù)，待傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過幀體處理、組幀、基帶后處理、上變頻后通過發(fā)射天線傳輸。本發(fā)明的核心思想是利用基本業(yè)務(wù)凈荷對應(yīng)的時頻資源傳輸新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)與原傳輸標(biāo)準(zhǔn)的最大兼容，同時兼顧新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的需求。本發(fā)明實施例均針對中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)本領(lǐng)域的常識，完全可以應(yīng)用于其他無線移動通信系統(tǒng)、地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)、甚至有線和衛(wèi)星數(shù)字電視系統(tǒng)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求1、一種基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法，其特征在于，所述方法包括步驟如下步驟A，根據(jù)基本業(yè)務(wù)傳輸方式確定基本凈荷單元的結(jié)構(gòu)與數(shù)量；步驟B，根據(jù)插入新增業(yè)務(wù)需求，將一個或多個所述基本凈荷單元組成一個或多個新增物理層子信道，供插入新增業(yè)務(wù)使用；步驟C，新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過隨機化、編碼、星座映射、交織、功率調(diào)整后插入所述基本凈荷單元；步驟D，按照基本業(yè)務(wù)傳輸參數(shù)對插入基本凈荷單元的數(shù)據(jù)進行解交織、解映射、解隨機化、數(shù)據(jù)包封裝后得到等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包；步驟E，將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包復(fù)用，將復(fù)用后信號經(jīng)過所述基本業(yè)務(wù)發(fā)射機發(fā)射。2、如權(quán)利要求1所述的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法，其特征在于，步驟A中所述基本凈荷單元為基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過隨機化、編碼、星座映射、交織后的數(shù)據(jù)中的一組有規(guī)律分布的符號段，此符號段在傳輸時有規(guī)律的占用某些時間或頻率片段，是基本業(yè)務(wù)中凈荷對應(yīng)的符號。3、如權(quán)利要求1所述的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法，其特征在于，步驟A中所述基本凈荷單元結(jié)構(gòu)是基于傳輸數(shù)據(jù)包的凈荷，所述傳輸數(shù)據(jù)包包括MPEG-2、AVS、H.264數(shù)據(jù)包。4、如權(quán)利要求1所述的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法，其特征在于，對中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)，步驟A中所述基本凈荷單元數(shù)量具體為若交織深度iV^720,整個物理信道內(nèi)基本凈荷單元數(shù)量為10《，其中尺為一個原始幀中傳輸數(shù)據(jù)包數(shù)量；若交織深度^^=240且為64QAM星座映射方式，整個物理信道內(nèi)基本凈荷單元數(shù)量為所述原始幀是指輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過隨機化、前向糾錯編碼、星座映射后得到的數(shù)據(jù)符號塊。5、如權(quán)利要求1所述的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法，其特征在于，步驟B中所述每個新增物理層子信道是由一個或多個基本凈荷單元組成。6、如權(quán)利要求1所述的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法，其特征在于，步驟B中所述新增業(yè)務(wù)需求包括新增業(yè)務(wù)的編碼、星座映射方式、實時性要求及其傳輸數(shù)據(jù)速率、業(yè)務(wù)覆蓋范圍、接收機信噪比門限需求。7、如權(quán)利要求1所述的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法，其特征在于，步驟C中所述新增業(yè)務(wù)的星座映射方法中，其星座映射點是基本業(yè)務(wù)的星座映射點或其拓展星座映射的一個子集。8、如權(quán)利要求1所述的基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法，其特征在于，步驟C中所述新增業(yè)務(wù)星座映射必須兼容基本業(yè)務(wù)的星座映射或其拓展星座映射。9、一種基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸裝置，包括基本凈荷配置單元、控制單元、新增業(yè)務(wù)編碼和星座映射單元、基本凈荷填充單元、基本業(yè)務(wù)解調(diào)單元、數(shù)據(jù)包復(fù)用單元、基本業(yè)務(wù)編碼映射和后處理單元，其中基本凈荷配置單元根據(jù)基本業(yè)務(wù)的傳輸參數(shù)確定基本凈荷單元的結(jié)構(gòu)與數(shù)量；并根據(jù)插入新增業(yè)務(wù)需求，分配一個或多個所述基本凈荷單元組成一個或多個物理層子信道供插入新增業(yè)務(wù)使用；控制單元產(chǎn)生控制信號將新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)填充到對應(yīng)基本凈荷填充單元；產(chǎn)生控制信號將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包進行復(fù)用；新增業(yè)務(wù)編碼和星座映射單元將新增業(yè)務(wù)傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過獨立的編碼、星座映射、交織后送入基本凈荷填充單元；基本凈荷填充單元在控制模塊調(diào)度下，將新增業(yè)務(wù)編碼和星座映射單元的輸出數(shù)據(jù)填充到分配的物理層子信道對應(yīng)的基本凈荷單元中，送入基本業(yè)務(wù)解調(diào)單元；基本業(yè)務(wù)解調(diào)單元將基本凈荷填充單元按照原業(yè)務(wù)的編碼和星座映射模式進行解交織、解映射、解隨機化后進行數(shù)據(jù)包封裝，得到等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包，并送入數(shù)據(jù)包復(fù)用單元；數(shù)據(jù)包復(fù)用單元基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包在控制模塊調(diào)度下進行復(fù)用，其結(jié)果送入基本業(yè)務(wù)編碼映射和后處理單元；基本業(yè)務(wù)編碼映射和后處理單元將復(fù)用后信號按照基本業(yè)務(wù)的編碼和星座映射模式進行隨機化、糾錯編碼、映射、交織后得到待傳輸數(shù)據(jù)，待傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過幀體處理、組幀、基帶后處理、上變頻后通過發(fā)射天線傳輸。全文摘要本發(fā)明公開了一種基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸方法，包括根據(jù)基本業(yè)務(wù)傳輸方式確定基本凈荷單元的結(jié)構(gòu)與數(shù)量；根據(jù)新增業(yè)務(wù)需求，將基本凈荷單元組成物理層子信道；新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過隨機化、編碼、星座映射與交織后插入基本凈荷單元；對插入基本凈荷單元的數(shù)據(jù)進行解交織、解映射等處理得到等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包；將基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包和等效新增業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包按特定時序復(fù)用，將復(fù)用后信號經(jīng)過國標(biāo)發(fā)射機發(fā)射。本發(fā)明還公開了一種基于物理層子信道劃分的分級多業(yè)務(wù)傳輸裝置。本發(fā)明提出的多業(yè)務(wù)傳輸方法在不影響原有基本業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，可使用獨立的編碼、星座映射和交織方式，靈活配置各種業(yè)務(wù)的參數(shù)以實現(xiàn)分級傳輸，且具有省電功能。文檔編號H04N7/26GK101588489SQ20091008759公開日2009年11月25日申請日期2009年6月24日優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日發(fā)明者唐世剛,健宋,彭克武,李彥剛,昉楊,王曉晴申請人:清華大學(xué)