專利名稱：：一種抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于無(wú)線通信領(lǐng)域，更具體地涉及一種抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法。
背景技術(shù)：
：目前，電視廣播已從模擬逐漸向數(shù)字化方向發(fā)展。數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)，作為數(shù)字電視廣播的重要組成部分，其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，與人們的生活質(zhì)量息息相關(guān)，并因此受到了人們格外的廣泛關(guān)注。數(shù)字電視廣播相關(guān)技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)是通信與計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展較快，市場(chǎng)前景較好的產(chǎn)業(yè)。在數(shù)字電視廣播相關(guān)技術(shù)上，目前各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)是，如何為復(fù)雜波傳環(huán)境下的數(shù)字電視廣播提供低成本的可靠高速移動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方案。傳輸技術(shù)是數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)性能起著決定性的作用，是大家重點(diǎn)研究的對(duì)象。由于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變得越來(lái)越容易。因OFDM多載波傳輸技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，頻譜利用率高，可以抗頻率選擇性和信道時(shí)變等諸多優(yōu)點(diǎn)而倍受大家的關(guān)注并得到深入的研究和在Xdsl、寬帶移動(dòng)通信、寬帶無(wú)線局域網(wǎng)、數(shù)字電視廣播等諸多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。OFDM信號(hào)較高的峰均功率比(PAPR)對(duì)放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的線性范圍有很高的要求，如果系統(tǒng)的線性范圍不能滿足信號(hào)的變化，則會(huì)造成信號(hào)畸變，使信號(hào)頻譜發(fā)生變化，從而導(dǎo)致子信道之間的正交性遭到破壞，產(chǎn)生相互干擾，使系統(tǒng)性能惡化。因此，必須要考慮如何減小OFDM信號(hào)中大峰值功率信號(hào)的出現(xiàn)概率并降低非線性失真影響的解決方案。在多徑衰落信道下，可以通過(guò)編碼、交織和調(diào)制方案的級(jí)聯(lián)優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到盡可能大的信號(hào)分集階數(shù)，以便在等于或超過(guò)最小自由距離的符號(hào)序列中得到獨(dú)立衰落。級(jí)聯(lián)不同的編碼形式可以充分利用不同編碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)；在編碼和碼元調(diào)制之間插入比特交織器，可以使得編碼和調(diào)制過(guò)程相對(duì)獨(dú)立并將分集階數(shù)從不同的多進(jìn)制符號(hào)數(shù)擴(kuò)大到不同的二進(jìn)制比特?cái)?shù)，從而使得分集階數(shù)得到明顯提高并且在多徑衰落信道下具有好的誤碼特性。在實(shí)際通信環(huán)境中，數(shù)字電視數(shù)字無(wú)線廣播通信系統(tǒng)性能受到同步時(shí)間、時(shí)鐘抖動(dòng)、信道衰落、信道干擾等因素的影響。數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)傳輸方法是實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)字電視抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播的關(guān)鍵技術(shù)。利用數(shù)字電視數(shù)字無(wú)線廣播傳輸系統(tǒng)提供無(wú)償電視廣播、有償電視廣播、保密信息傳輸、多媒體增值服務(wù)等可控制多業(yè)務(wù)是新一代數(shù)字電視抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播傳輸系統(tǒng)滿足社會(huì)需求的體現(xiàn)。正是基于以上背景，本發(fā)明針對(duì)實(shí)際通信環(huán)境提出一種抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，可以滿足高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播傳輸?shù)男枰?。欲?duì)專利背景作更深入的了解可參考以下文獻(xiàn)資料R.V.Nee,R.Prasad."OFDMforwirelessmultimediacommunications”·Boston:ArtechHouse,2000.Y.Wu,S.Hirakawa,U.H.Reimers,andJ.ffhitaker."Overviewofdigitaltelevisiondevelopment,"ProceedingsoftheIEEE,SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision:TechnologyandEmergingServices,pp.8-21,Jan.2006.U.LadebuschandC.A.Liss."TerrestrialDVB(DVB-T):Abroadcasttechnologyforstationaryportableandmobileuse,"ProceedingsoftheIEEE,SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision-TechnologyandEmergingServices,pp.183-194，Jan.2006.M.TakadaandM.Saito.“TransmissionsystemsforISDB-T,"ProceedingsoftheIEEESpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.251-256,Jan.2006.G.Caire,G.Taricco,E.Biglieri,"Bit-interleavedcodedmodulation,，，IEEETrans.InformationTheory,vol.44,no.3,pp.927-946,May1998.S.Benedetto,D.Divsalar,G.Montorsi,andF.Pollara,"Serialconcatenationofinterleavedcodes!performanceanalysis,design,anditerativedecoding,"IEEETrans.Inform.Theory,vol.44，no.3，pp.909-925，May1998.
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播問(wèn)題，提出了一種抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法。本發(fā)明提出的一種抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于它包括下列步驟1)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將多媒體數(shù)據(jù)流經(jīng)媒體數(shù)據(jù)處理器轉(zhuǎn)換成比特流，利用反饋移位寄存器產(chǎn)生的擾碼序列進(jìn)行加擾處理以形成輸入數(shù)據(jù)比特流；2)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將自己的輸入數(shù)據(jù)比特流經(jīng)RS編碼(Reed-Solomon,RS)、卷積交織、多碼率刪余卷積編碼、碼元調(diào)制、碼元交織后在頻域上形成FFT級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，F(xiàn)FT表示快速離散傅立葉變換，F(xiàn)FT級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度為K；3)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)采用IFFT將FFT級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dtotal，IFFT表示快速離散傅立葉反變換；4)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)按順序?qū)r(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊平分成兩塊，時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D1和時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D2，Dt。tal=[DIJD2]；5)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)通過(guò)峰均功率比調(diào)整單元對(duì)時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D1、時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊A進(jìn)行信號(hào)加、減、共軛運(yùn)算處理并重新合成新的時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat，新的時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dmw采用如下生成模式得到，生成模式1為Dmw=[D1,D2]，生成模式2為權(quán)利要求1.一種抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于它包括下列步驟1)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將多媒體數(shù)據(jù)流經(jīng)媒體數(shù)據(jù)處理器轉(zhuǎn)換成比特流，利用反饋移位寄存器產(chǎn)生的擾碼序列進(jìn)行加擾處理以形成輸入數(shù)據(jù)比特流；2)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將自己的輸入數(shù)據(jù)比特流經(jīng)RS編碼、卷積交織、多碼率刪余卷積編碼、碼元調(diào)制、碼元交織后在頻域上形成FFT級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，RS表示Reed-S0l0m0n，F(xiàn)FT表示快速離散傅立葉變換，F(xiàn)FT級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度為K；3)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)采用IFFT將FFT級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dt。tal，IFFT表示快速離散傅立葉反變換；4)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)按順序?qū)r(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊平分成兩塊，時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D1和時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D2，Dt。tal=[DijD2]；5)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)通過(guò)峰均功率比調(diào)整單元對(duì)時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D1、時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊込進(jìn)行信號(hào)加、減、共軛運(yùn)算處理并重新合成新的時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat，新的時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat采用如下生成模式得到，生成模式1為Dmw=[D1,D2]，生成模式2為Dnew=[ο1,Λ/Τ72(1+2)]，生成模式3為Dnew=JD15VTT^D1-D2)],生成模式4為Dnew=[Ι2{)λ+D2),D2]，生成模式5為Dnew=[jU2(Ox-D2),D2]，生成模式6為Dnew=JnZTT^D1+D2),—(D丨-D2)j，生成模式7為Dnew=[D*”D2]，生成模式8為Dnew=[θ、，VI7^(D、+D2JI，生成模式9為Dnew=[DWTT^Dt1-D2j|，生成模式10為Dnew=[7172(0*,+D2)D2],生成模式11為Dnew=IyiT^Di1-D2JtD2j，生成模式12為Dnew=[7172(0*,+D2)^(D*,-D2)]，比較12種生成模式合成的時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dnew，選取其中具有最低峰均功率比的降峰均功率比時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊D=，并將降峰均功率比時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊D=所對(duì)應(yīng)采用的生成模式信息發(fā)送給業(yè)務(wù)指標(biāo)序列設(shè)置單元，其中，Di1表示對(duì)時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D1的各時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值進(jìn)行共軛運(yùn)算處理而得到的時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊；6)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將訓(xùn)練序列作為復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的實(shí)部序列、將業(yè)務(wù)指標(biāo)序列設(shè)置單元所設(shè)置的業(yè)務(wù)指標(biāo)序列作為復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的虛部序列，在時(shí)域上構(gòu)成復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣值塊，訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列、復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣值塊的長(zhǎng)度都為X，業(yè)務(wù)指標(biāo)序列包含著并且唯一表達(dá)著抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)的各系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)模式信息；7)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將在時(shí)域上構(gòu)成的復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣值塊在時(shí)域上連續(xù)重復(fù)4次形成時(shí)域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊，時(shí)域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊的長(zhǎng)度與降峰均功率比時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊的長(zhǎng)度在數(shù)值上相等，即K=4XX；8)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將降峰均功率比時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊、時(shí)域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊直接疊加形成時(shí)域嵌入訓(xùn)練序列降峰均功率比時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊，作為幀體；9)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將循環(huán)前綴作為保護(hù)間隔即幀頭插入時(shí)域嵌入訓(xùn)練序列降峰均功率比時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊即幀體，以形成信號(hào)幀，循環(huán)前綴的長(zhǎng)度為C；10)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)采用平方根升余弦滾降濾波器對(duì)信號(hào)幀的信號(hào)脈沖成形；11)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將基帶信號(hào)上變頻至載波上形成射頻信號(hào)發(fā)射到空中無(wú)線信道；12)抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)接收機(jī)檢測(cè)接收數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)所發(fā)送的射頻信號(hào)并將其下變頻形成基帶信號(hào)，利用信號(hào)幀的循環(huán)前綴特性和信號(hào)幀的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行基帶信號(hào)接收處理。2.按權(quán)利要求1的抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于所述抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)的訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列、復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣值塊的長(zhǎng)度X取512,1024,2048中的一個(gè)。3.按權(quán)利要求2的抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于所述訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列由一系列的1或-ι組成，具有偽隨機(jī)特性。4.按權(quán)利要求2的抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于所述訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列相互之間具有正交性。5.按權(quán)利要求1的抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于所述FFT級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊由子載波組成；當(dāng)X取512時(shí)，子載波數(shù)取2048，子載波的頻率間隔取4KHz；當(dāng)X取IOM時(shí)，子載波數(shù)取4096，子載波的頻率間隔取2KHz；當(dāng)X取2048時(shí)，子載波數(shù)取8192，子載波的頻率間隔取ΙΚΗζ。6.按權(quán)利要求1的抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于所述循環(huán)前綴的長(zhǎng)度C取值與X取值有關(guān)；當(dāng)X取512時(shí)，C取K大小的1/4；當(dāng)X取IOM時(shí)，C取K大小的1/8；當(dāng)X取2048時(shí)，C取K大小的1/16。7.按權(quán)利要求1的抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于所述多碼率刪余卷積編碼的編碼率為1/4、1/2、5/8、3/4和7/8中的一個(gè)；碼元調(diào)制為QPSK、16QAM、32QAM和64QAM中的一種，碼元星座圖映射方式采用格雷碼映射；碼元交織采用隨機(jī)交織方式。8.按權(quán)利要求1的抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于所述抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)接收機(jī)所進(jìn)行的基帶信號(hào)接收處理，其中的一個(gè)步驟為信號(hào)幀頭與信號(hào)幀體的時(shí)頻域聯(lián)合迭代分離處理。全文摘要本發(fā)明公開了一種抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，是一種時(shí)域頻域混合的傳輸方案。本發(fā)明的抗衰落數(shù)字無(wú)線廣播信號(hào)傳輸方法，具有低峰均功率比、同步時(shí)間短、抗衰落、可控多業(yè)務(wù)等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)H04L1/00GK102281238SQ20111024701公開日2011年12月14日申請(qǐng)日期2011年8月22日優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日發(fā)明者何加銘,徐鐵峰,聶秋華,鄭紫微申請(qǐng)人:寧波大學(xué)