抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)傳輸方法【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)傳輸方法，是一種時(shí)域頻域混合的成幀調(diào)制方案。本發(fā)明的抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)傳輸方法的比特交織編碼調(diào)制方式、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】抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)傳輸方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，更具體地涉及一種抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)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)字電視數(shù)字無線廣播傳輸系統(tǒng)，作為數(shù)字電視數(shù)字無線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)字電視數(shù)字無線廣播相關(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)字電視抗噪聲數(shù)字無線廣播相關(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)字電視抗噪聲數(shù)字無線廣播提供低成本的可靠高速移動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方案?？乖肼晹?shù)字無線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)成幀調(diào)制技術(shù)是數(shù)字電視抗噪聲數(shù)字無線廣播系統(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)字電視抗噪聲數(shù)字無線廣播等諸多領(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]信道比特交織編碼調(diào)制是數(shù)字通信系統(tǒng)的重要組成部分。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信道比特交織編碼調(diào)制技術(shù)己成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)。在信息序列中嵌入冗余碼元，信道比特交織編碼調(diào)制技術(shù)通過冗余碼元的作用減小信號(hào)在傳輸過程中發(fā)生錯(cuò)誤，從而提高通信系統(tǒng)的可靠性。低密度奇偶校驗(yàn)(LowDensityParityCheck,LDPC)碼是一種用于在噪聲傳輸信道中傳輸信息并執(zhí)行前向糾錯(cuò)(FEC,ForwardErrorCorrection)的糾錯(cuò)碼。LDPC比特交織編碼調(diào)制是一種能使數(shù)據(jù)傳輸速率接近理論最大值，即香農(nóng)極限的比特交織編碼調(diào)制方案。[0006]在實(shí)際通信環(huán)境中，數(shù)字電視數(shù)字無線廣播通信系統(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?？乖肼晹?shù)字無線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)傳輸方法是實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)字電視抗噪聲數(shù)字無線廣播的關(guān)鍵技術(shù)。[0007]利用數(shù)字電視數(shù)字無線廣播傳輸系統(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)字電視數(shù)字無線廣播傳輸系統(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)境提出一種抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(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)字電視抗噪聲數(shù)字無線廣播傳輸?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.“OFDMforwirelessmultimediacommunications”.Boston:ArtechHouse，2000.[0011]Y.Wu，S.Hirakawa,U.H.Reimers,andJ.Whitaker.“Overviewofdigitaltelevisiondevelopment，^ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision-TechnologyandEmergingServices,pp.8-21,Jan.2006.[0012]M.S.Richer,G.Reitmeier,T.Gurley,G.A.Jones，J.Whitaker,andR.Rast.“TheATSCdigitaltelevisionsystem，^ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.37—43，Jan.2006.[0013]U.LadebuschandC.A.Liss.“TerrestrialDVB(DVB-T):Abroadcasttechnologyforstationaryportableandmobileuse，，，ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.183-194，Jan.2006.[0014]M.TakadaandM.Sait0.“TransmissionsystemsforISDB-T,ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.251-256，Jan.2006.[0015]Z.Li,LChen，LZeng，S.Lin,W.Fong，“Efficientencodingofquas1-cycliclow-densityparity-checkcodes，”IEEETrans.Commun.，vol.54，n0.1，pp.71-81，Jan.2006.【
發(fā)明內(nèi)容】[0016]本發(fā)明針對(duì)高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視抗噪聲數(shù)字無線廣播問題，提出了一種抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)傳輸方法。[0017]本發(fā)明提出的一種抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于它包括下列步驟:[0018]I)抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(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；[0019]2)抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將自己的輸入數(shù)據(jù)比特流經(jīng)LDPC編碼、比特交織、碼元調(diào)制后在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，LDPC表示低密度奇偶校驗(yàn)，F(xiàn)FT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度為K，K的數(shù)值取偶數(shù)；[0020]3)抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)采用IFFT將FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dtrtal=[ClojCl1,-,dK_2,dK_J；[0021]4)抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)按順序?qū)r(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊解復(fù)用并根據(jù)每個(gè)時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值的先后順序奇偶依次分離生成時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D_=[d0,d2,…，dK_4，dK_2]和時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl=[C^d3,…，dK_3，dK_J；[0022]5)抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)通過峰均功率比調(diào)整單元對(duì)時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃、時(shí)域離散比特交織編碼調(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)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dmw，新的時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dmw采用如下生成模式得到，生【權(quán)利要求】1.一種抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于它包括下列步驟:1)抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(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)抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將自己的輸入數(shù)據(jù)比特流經(jīng)LDPC編碼、比特交織、碼元調(diào)制后在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，LDPC表示低密度奇偶校驗(yàn)，F(xiàn)FT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度為K，K的數(shù)值取偶數(shù)；3)抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)采用IFFT將FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dtrtal=[d0,Cl1,…，dK_2，dK_J；4)抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)按順序?qū)r(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊解復(fù)用并根據(jù)每個(gè)時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值的先后順序奇偶依次分離生成時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D_=[d0,d2,…，dK_4，dK_2]和時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl=[(I1,d3,...,dK_3,(Ik^1]；5)抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)通過峰均功率比調(diào)整單元對(duì)時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃、時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊1)?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)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat，新的時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dmw采用如下生成模式得到，2.按權(quán)利要求1的抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)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(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；B*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的抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)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;所述對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行LDPC編碼、比特交織、碼元調(diào)制處理的LDPC編碼的編碼率為1/4、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。4.按權(quán)利要求1的抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)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(jī)特性，由一組移位m序列實(shí)現(xiàn)。5.按權(quán)利要求1的抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于:所述FFT數(shù)據(jù)塊由子載波組成，子載波的頻率間隔取2KHz、4KHz、lKHz中的一種。6.按權(quán)利要求1的抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于:所述抗噪聲數(shù)字無線廣播信號(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?！疚臋n編號(hào)】H04L27/26GK103780554SQ201410024040【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)