魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法【專利摘要】本發(fā)明公開了一種魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法，是一種時(shí)域頻域混合的成幀調(diào)制方案。本發(fā)明的魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法的級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制、訓(xùn)練序列優(yōu)化設(shè)計(jì)、信號(hào)生成模式和信號(hào)選取方法，易于在接收機(jī)端處理恢復(fù)得到OFDM信號(hào)的原始信號(hào)，具有低峰均功率比、同步時(shí)間短、抗信道衰落、可控多業(yè)務(wù)等優(yōu)點(diǎn)?！緦＠f明】魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，更具體地涉及一種魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法。【
背景技術(shù)：
】[0002]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。成幀調(diào)制技術(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。[0003]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。[0004]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。[0005]在多徑衰落信道下，可以通過編碼、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。[0006]在實(shí)際通信環(huán)境中，數(shù)字電視無線多媒體廣播通信系統(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。無線多媒體廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)成幀調(diào)制方法是實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)字電視魯棒無線多媒體廣播的關(guān)鍵技術(shù)。[0007]利用數(shù)字電視無線多媒體廣播傳輸系統(tǒng)提供無償電視廣播、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)字電視魯棒無線多媒體廣播傳輸系統(tǒng)滿足社會(huì)需求的體現(xiàn)。[0008]正是基于以上背景，本發(fā)明針對(duì)實(shí)際通信環(huán)境提出一種魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法，可以滿足高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視魯棒無線多媒體廣播傳輸?shù)男枰?。[0009]欲對(duì)專利背景作更深入的了解可參考以下文獻(xiàn)資料:[0010]R.V.Nee,R.Prasad.“OFDMforwirelessmuItimediacommunications，，.Boston:ArtechHouse，2000.[0011]Y.Wu，S.Hirakawa,U.H.Reimers,andJ.Whitaker.“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.[0012]M.TakadaandM.Sait0.“TransmissionsystemsforISDB-T,ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.251-256，Jan.2006.[0013]G.Caire,G.Taricco,E.Biglieri，“Bit-1nterleavedcodedmodulation，”IEEETrans.1nformationTheory,vol.44，n0.3，pp.927-946，May1998.S.Benedetto，D.Divsalar,G.Montorsi,andF.Pollara，“Serialconcatenationofinterleavedcodes!performanceanalysis,design，anditerativedecoding，，，IEEETrans.1nform.Theory,vol.44，n0.3，pp.909-925，Mayl998.【
發(fā)明內(nèi)容】[0014]本發(fā)明針對(duì)高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視魯棒無線多媒體廣播問題，提出了一種魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法。[0015]本發(fā)明提出的一種魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法，其特征在于它包括下列步驟:[0016]I)魯棒無線多媒體廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將自己的輸入數(shù)據(jù)比特流經(jīng)BCH編碼(BoseChaudhuriHocquenghem,BCH)、比特交織、LDPC編碼(LowDensityParityCheck,LDPC)、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級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度為K；[0017]2)魯棒無線多媒體廣播信號(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Dtrtal=[屯，屯，...,dK_2,dK_J；[0018]3)魯棒無線多媒體廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊解復(fù)用并根據(jù)每個(gè)時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值的先后順序奇偶依次分離生成時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃=Wtl,d2，…，dK_4，dK_2]和時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dβ=W1，d3，...，dK_3,dK_J；[0019]4)魯棒無線多媒體廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)通過峰均功率比調(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)樣值奇子塊D胃、時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl進(jìn)行信號(hào)功率調(diào)整及相應(yīng)信號(hào)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Dmw，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t旲式I為Dnew=[D奇，D偶]，生成t旲式2為Dnew=[d奇，(./θ.2D奇+V0_8D偶)j，【權(quán)利要求】1.一種魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法，其特征在于它包括下列步驟:1)魯棒無線多媒體廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將自己的輸入數(shù)據(jù)比特流經(jīng)BCH編碼、比特交織、LDPC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，BCH表示BoseChaudhuriHocquenghem,LDPC表不LowDensityParityCheck,FFT級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度為K，K的數(shù)值取偶數(shù)；2)魯棒無線多媒體廣播信號(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Dtrtal=[屯，屯，...,dK_2,dK_J；3)魯棒無線多媒體廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊解復(fù)用并根據(jù)每個(gè)時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值的先后順序奇偶依次分離生成時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃=Wtl,d2，…，dK_4，dK_2]和時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊DH=Iid1，d3，…，dK_3，dK_J；4)魯棒無線多媒體廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)通過峰均功率比調(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)樣值奇子塊D胃、時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl進(jìn)行信號(hào)功率調(diào)整及相應(yīng)信號(hào)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DnOT，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I為DnOT=[D胃，Dffl]，生成模式2為Dnew=[θ奇，(V^D奇+λ/^D偶I，生成模式3為Dnew=Jd奇奇-，生成模式4為Dnew奇+V^D偶)ID偶]，生成模式5為Dnew=Iv^D奇-偶)iD偶]，生成模式6為Dnew=I^D奇+70?)偶奇-—D偶)]，生成模式7為Dnew-{D奇，D偶]，生成豐旲式8為Dnew=[p奇,(V0.8D奇+V0.2D偶):，生成模式9為Dnew奇，奇-，生成`模式IO為Dnew奇偶)D偶]，生成模式11為Dnew奇-V^D偶偶]，生成模式12為Dnew奇+V^Id偶)(v^D*奇-Wd偶】，生成模式ι3為Dnew=[D奇，D*偶]，生成模式14為Dnew=[d奇，奇偶):，生成模式I5為Dnew奇，奇-Wd*偶)，生成模式I6為Dnew=|v^?D奇+70!?)*偶)iD*偶，生成模式17為Dnew=奇-V0Id*偶)D*偶],生成模式18為Dnew=Iv^D奇+V^Id*偶奇-偶I，比較18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，D*奇表示對(duì)時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃的各時(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)樣值子塊偶表示對(duì)時(shí)域離散級(jí)聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl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；5)魯棒無線多媒體廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)在訓(xùn)練序列后面插入業(yè)務(wù)指標(biāo)序列在時(shí)域上構(gòu)成時(shí)域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊，業(yè)務(wù)指標(biāo)序列包含著并且唯一表達(dá)著魯棒無線多媒體廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)的各系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)模式信息；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)域離散數(shù)據(jù)樣值塊的長(zhǎng)度在數(shù)值上相等；6)魯棒無線多媒體廣播信號(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；7)魯棒無線多媒體廣播信號(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；8)魯棒無線多媒體廣播信號(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；9)魯棒無線多媒體廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將基帶信號(hào)上變頻至載波上。2.按權(quán)利要求1的魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法，其特征在于:所述訓(xùn)練序列由第一訓(xùn)練序列和第二訓(xùn)練序列組成；第一訓(xùn)練序列由恒包絡(luò)零自相關(guān)CAZAC序列B與偽隨機(jī)PN序列A的每一個(gè)符號(hào)交替插入產(chǎn)生的新序列及其長(zhǎng)度為G的循環(huán)前綴組成；第二訓(xùn)練序列由恒包絡(luò)零自相關(guān)CAZAC序列-B*與偽隨機(jī)PN序列k*的每一個(gè)符號(hào)交替插入產(chǎn)生的新序列及其長(zhǎng)度為G的循環(huán)前綴組成表示對(duì)B的每一個(gè)符號(hào)進(jìn)行共軛運(yùn)算處理，A*表示對(duì)A的每一個(gè)符號(hào)進(jìn)行共軛運(yùn)算處理，B與A具有相同的符號(hào)長(zhǎng)度L。3.按權(quán)利要求1的魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法，其特征在于:所述C取K的I/16;LDPC編碼的編碼率為I/4、1/2、5/8、3/4和7/8中的一個(gè)；比特交織采用隨機(jī)交織方式；碼元調(diào)制為QPSK、16QAM、32QAM、64QAM、64APSK、256APSK、1024APSK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。4.按權(quán)利要求1的魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法，其特征在于:所述業(yè)務(wù)指標(biāo)序列具有偽隨機(jī)特性，由一組移位m序列實(shí)現(xiàn)。5.按權(quán)利要求1的魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法，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，子載波的頻率間隔取2ΚΗζ、4ΚΗζ、1ΚΗζ中的一種。6.按權(quán)利要求1的魯棒無線多媒體廣播信號(hào)成幀調(diào)制方法，其特征在于:所述G取L的I/8?！疚臋n編號(hào)】H04L27/26GK103780539SQ201410023860【公開日】2014年5月7日申請(qǐng)日期:2014年1月13日優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日【發(fā)明者】鄭紫微,劉哲,何晨暉,熊歐,吳明昊,潘洋申請(qǐng)人:寧波大學(xué)