單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法，是一種空域時域頻域混合的成幀調(diào)制方案。本發(fā)明的單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法的訓(xùn)練序列優(yōu)化設(shè)計、信號生成模式和信號選取方法，易于在接收機端處理恢復(fù)得到OFDM信號的原始信號，具有低峰均功率比、同步時間短、抗信道衰落、可控多業(yè)務(wù)等優(yōu)點?！緦＠f明】單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，更具體地涉及一種單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法?！?br>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)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)，作為數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字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)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播相關(guān)技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)是通信與計算機領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展較快，市場前景較好的產(chǎn)業(yè)。在數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播相關(guān)技術(shù)上，目前各國關(guān)注的重點是，如何為復(fù)雜波傳環(huán)境下的數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播提供低成本的可靠高速移動的實現(xiàn)方案。單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機成幀調(diào)制技術(shù)是數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，對于整個系統(tǒng)性能起著決定性的作用，是大家重點研究的對象。[0003]由于數(shù)字信號處理技術(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)簡單，頻譜利用率高，可以抗頻率選擇性和信道時變等諸多優(yōu)點而倍受大家的關(guān)注并得到深入的研究和在Xdsl、寬帶移動通信、寬帶無線局域網(wǎng)、數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播等諸多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。[0004]OFDM信號較高的峰均功率比(PAPR)對放大器和數(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的變化，則會造成信號畸變，使信號頻譜發(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信號中大峰值功率信號的出現(xiàn)概率并降低非線性失真影響的解決方案。[0005]采用單頻網(wǎng)的組網(wǎng)模式可以大大提高數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)的頻譜利用率。在實際通信環(huán)境中，數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播通信系統(tǒng)性能受到同步時間、時鐘抖動、信道衰落、信道干擾等因素的影響。單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機傳輸方法是實現(xiàn)可靠數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播的關(guān)鍵技術(shù)。[0006]利用數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播傳輸系統(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)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)滿足社會需求的體現(xiàn)。[0007]正是基于以上背景，本發(fā)明針對實際通信環(huán)境提出一種單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法，可以滿足高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字[0008]廣播傳輸?shù)男枰?。[0009]欲對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.“OFDMforwirelessmultimediacommunications”.Boston:ArtechHouse，2000.[0011]Y.Wu,S.Hirakawa,U.H.Reimers,andJ.Whitaker.“Overviewofdigitaltelevisiondevelopment，，，ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.8-21,Jan.2006.M.S.Richer，G.Reitmeier,T.Gurley,G.A.Jones,J.Whitaker,andR.Rast.“TheATSCdigitaltelevisionsystem，，，ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.37—43，Jan.2006.[0012]U.LadebuschandC.A.Liss.“TerrestrialDVB(DVB-T):Abroadcasttechnologyforstationaryportableandmobileuse，，，ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.183-194，Jan.2006.[0013]M.TakadaandM.Sait0.“TransmissionsystemsforISDB-T,ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.251-256，Jan.2006.【
發(fā)明內(nèi)容】[0014]本發(fā)明針對高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視抗噪聲無線數(shù)字廣播問題，提出了一種單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法。[0015]本發(fā)明提出的一種單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法，其特征在于它包括下列步驟:[0016]I)單頻網(wǎng)的中心數(shù)據(jù)管理器將多媒體數(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；[0017]2)單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器將輸入數(shù)據(jù)比特流經(jīng)LDPC編碼在頻域上形成FFT編碼數(shù)據(jù)塊，LDPC表示低密度奇偶校驗，F(xiàn)FT編碼數(shù)據(jù)塊的長度為K，K的數(shù)值取偶數(shù)；[0018]3)單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器采用碼率為I的空頻編碼器將在頻域上形成的FFT編碼數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊，并調(diào)整各個抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機都在同一時間對空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊進(jìn)行處理；[0019]4)單頻網(wǎng)中的各個抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機采用IFFT將空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊Dtotal=[ClojCl1,-,dK_2,dK_J；[0020]5)單頻網(wǎng)中的各個抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機將空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊解復(fù)用并根據(jù)每個空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值的先后順序奇偶依次分離生成空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃=[d0,d2,…，dK_4，dK_2]和空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl=[(I1,d3,“.，(1κ_3,dK_J；[0021]6)單頻網(wǎng)中的各個抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機通過峰均功率比調(diào)整單元對空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃、空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dβ進(jìn)行信號功率調(diào)整及相應(yīng)信號處理并重新合成新的空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊Dmw，新的空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊Dmw采用如下生成模式得到，生成模式I為Dnew=[D奇，D偶]，生成模式2為Dnew=[D奇，(λ/^D奇+7?)偶，生成模式3為Dnew=D奇，奇偶)，【權(quán)利要求】1.一種單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法，其特征在于它包括下列步驟:1)單頻網(wǎng)的中心數(shù)據(jù)管理器將多媒體數(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)單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器將輸入數(shù)據(jù)比特流經(jīng)LDPC編碼在頻域上形成FFT編碼數(shù)據(jù)塊，LDPC表示低密度奇偶校驗，F(xiàn)FT編碼數(shù)據(jù)塊的長度為K，K的數(shù)值取偶數(shù)；3)單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器采用碼率為I的空頻編碼器將在頻域上形成的FFT編碼數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊，并調(diào)整各個抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機都在同一時間對空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊進(jìn)行處理；4)單頻網(wǎng)中的各個抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機采用IFFT將空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊Dtotal=[d0,Cl1,…，dK_2，dK_J；5)單頻網(wǎng)中的各個抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機將空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊解復(fù)用并根據(jù)每個空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值的先后順序奇偶依次分離生成空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃=[d0,d2,…，dK_4，dK_2]和空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl=[(I1,d3,…，dK_3，dK_J；6)單頻網(wǎng)中的各個抗噪聲無線數(shù)字廣播信號發(fā)射機通過峰均功率比調(diào)整單元對空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃、空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dβ進(jìn)行信號功率調(diào)整及相應(yīng)信號處理并重新合成新的空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊Dmw，新的空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊Dmw采用如下生成模式得到，生成模式I為Dnew=[D奇，D偶],生成1公式2為2.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法，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PN序列A的每一個符號交替插入產(chǎn)生的新序列及其長度為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PN序列k*的每一個符號交替插入產(chǎn)生的新序列及其長度為G的循環(huán)前綴組成；B*表示對B的每一個符號進(jìn)行共軛運算處理，A*表示對A的每一個符號進(jìn)行共軛運算處理，B與A具有相同的符號長度L。3.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法，其特征在于:所述C取K的1/16;所述G取L的1/8。4.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法，其特征在于:所述業(yè)務(wù)指標(biāo)序列具有偽隨機特性，由一組移位m序列實現(xiàn)。5.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法，其特征在于:所述FFT編碼數(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；對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行LDPC編碼的編碼率為1/4、1/2、5/8、3/4和7/8中的一個。6.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號傳輸方法，其特征在于:所述單頻網(wǎng)抗噪聲無線數(shù)字廣播信號接收機所進(jìn)行的基帶信號接收處理，其中的一個步驟為信號幀頭與信號幀體的時頻域聯(lián)合迭代分離處理?！疚臋n編號】H04L1/00GK103763284SQ201410023948【公開日】2014年4月30日申請日期: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,潘洋申請人:寧波大學(xué)