單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)傳輸方法【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)傳輸方法，是一種空域時(shí)域頻域混合的成幀調(diào)制方案。本發(fā)明的單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)傳輸方法的訓(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)。【專利說明】單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(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，更具體地涉及一種單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(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)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)，作為數(shù)字電視抗干擾移動(dòng)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)字電視抗干擾移動(dòng)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(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)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播相關(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)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播提供低成本的可靠高速移動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方案。單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)成幀調(diào)制技術(shù)是數(shù)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播系統(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)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播等諸多領(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]采用單頻網(wǎng)的組網(wǎng)模式可以大大提高數(shù)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)的頻譜利用率。在實(shí)際通信環(huán)境中，數(shù)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播通信系統(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。單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)傳輸方法是實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播的關(guān)鍵技術(shù)。[0006]利用數(shù)字電視抗干擾移動(dòng)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)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)滿足社會(huì)需求的體現(xiàn)。[0007]正是基于以上背景，本發(fā)明針對(duì)實(shí)際通信環(huán)境提出一種單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(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)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播傳輸?shù)男枰?。[0008]欲對(duì)專利背景作更深入的了解可參考以下文獻(xiàn)資料:[0009]R.V.Nee，R.Prasad.“OFDMforwirelessmultimediacommunications”.Boston:ArtechHouse，2000.[0010]Y.Wu，S.Hirakawa,U.H.Reimers,andJ.Whitaker.“Overviewofdigitaltelevisiondevelopment，^ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision-TechnologyandEmergingServices,pp.8-21,Jan.2006.[0011]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(duì)高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播問題，提出了一種單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)傳輸方法。[0015]本發(fā)明提出的一種單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)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)多碼率刪余卷積編碼、比特交織、碼元調(diào)制與碼元旋轉(zhuǎn)在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，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)；[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比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個(gè)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)支路上形成空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，并調(diào)整各個(gè)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)支路的時(shí)間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機(jī)都在同一時(shí)間對(duì)空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進(jìn)行處理；[0019]4)單頻網(wǎng)中的各個(gè)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)采用IFFT將空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dtotal=[d0，(I1,…，dK_2，(I^1]；[0020]5)單頻網(wǎng)中的各個(gè)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將空頻調(diào)制時(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)空頻調(diào)制時(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空頻調(diào)制時(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]和空頻調(diào)制時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl=[(I1,【權(quán)利要求】1.一種單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)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)多碼率刪余卷積編碼、比特交織、碼元調(diào)制與碼元旋轉(zhuǎn)在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，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)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比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個(gè)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)支路上形成空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，并調(diào)整各個(gè)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)支路的時(shí)間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機(jī)都在同一時(shí)間對(duì)空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進(jìn)行處理；4)單頻網(wǎng)中的各個(gè)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)采用IFFT將空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dtotal=[d0,di，…，dK_2，U；5)單頻網(wǎng)中的各個(gè)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)將空頻調(diào)制時(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)空頻調(diào)制時(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空頻調(diào)制時(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]和空頻調(diào)制時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl=[Clpd3,…，dl(-3，c^k-J；6)單頻網(wǎng)中的各個(gè)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)通過峰均功率比調(diào)整單元對(duì)空頻調(diào)制時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃、空頻調(diào)制時(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空頻調(diào)制時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dmw，新的空頻調(diào)制時(shí)域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat采用如下生成模式得到，生成模式I為2.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(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的單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(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。4.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(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的單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于:所述FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊由子載波組成，子載波的頻率間隔取2KHz、4KHz、lKHz中的一種；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)，比特交織采用隨機(jī)交織方式，碼元調(diào)制為QPSK、16QAM、64QAM和256QAM中的一種，碼元星座圖映射方式采用格雷碼映射；碼元旋轉(zhuǎn)通過對(duì)碼元星座圖旋轉(zhuǎn)一定角度而實(shí)現(xiàn)，QPSK的碼元星座圖旋轉(zhuǎn)角度為22.5度，16QAM的碼元星座圖旋轉(zhuǎn)角度為11.25度，64QAM的碼元星座圖旋轉(zhuǎn)角度為5.626度，256QAM的碼元星座圖旋轉(zhuǎn)角度為2.8125度。6.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(hào)傳輸方法，其特征在于:所述單頻網(wǎng)抗干擾移動(dòng)數(shù)字廣播信號(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)】H04L1/00GK103780565SQ201410024134【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)