專利名稱：數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)及其分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于OFDM(正交頻分復(fù)用)的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)及其分配方法。
背景技術(shù)：
目前，數(shù)字廣播已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠帧?shù)字廣播除具有覆蓋面廣、節(jié)目容量大的特點外，還具有廣播性，其能夠?qū)崿F(xiàn)一點對多點、一點對面的廣播，且廣播信息的成本與用戶數(shù)量無關(guān)。因此，數(shù)字廣播作為信息通信業(yè)的一個重要組成部分，在國家信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、實現(xiàn)普遍服務(wù)中具有重要地位。
OFDM是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)。無線信道的頻率響應(yīng)曲線大多是非平坦的，而OFDM技術(shù)的主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸。這樣，盡管總的信道是非平坦的，具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬，因此就可以大大消除信號波形間的干擾。由于在OFDM系統(tǒng)中各個子信道的載波相互正交，它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率。
在基于OFDM的地面無線廣播、地面手持廣播、衛(wèi)星廣播等系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)單頻網(wǎng)的無縫覆蓋，需要由多個發(fā)射站進(jìn)行同頻、同步發(fā)送。圖1為現(xiàn)有的多發(fā)射機(jī)的數(shù)字廣播系統(tǒng)的框圖。
如圖1所示，信源編碼器1輸出的信源流分別通過主發(fā)射機(jī)通路和副發(fā)射機(jī)通路發(fā)送到用戶端6。在主發(fā)射機(jī)通路中，信道編碼器2對由信源編碼器1輸入的數(shù)據(jù)流(信源流)進(jìn)行編碼而輸出碼符號。OFDM調(diào)制器3將碼符號進(jìn)行OFDM調(diào)制使其調(diào)制為模擬信號后將其搬移到預(yù)定的頻點上發(fā)送給主發(fā)射機(jī)4，主發(fā)射機(jī)再將來自上述OFDM調(diào)制器3的信號變頻后發(fā)送到用戶端6；在副發(fā)射機(jī)通路中，副發(fā)射機(jī)5接收信源編碼器1輸出的數(shù)據(jù)流(信源流)并對其進(jìn)行信道編碼以及OFDM調(diào)制后再將信號變頻以發(fā)送到用戶端6。這樣一來，需要在副發(fā)射機(jī)5中進(jìn)行信道編碼、OFDM調(diào)制等工作。對于需要配備多個副發(fā)射機(jī)的數(shù)字廣播系統(tǒng)來說，每個副發(fā)射機(jī)都需要獨立地進(jìn)行上述信道編碼，使副發(fā)射機(jī)的信息處理量大、系統(tǒng)總體成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。本發(fā)明的一個目的在于提供一種能夠預(yù)先進(jìn)行信道編碼以減小副發(fā)射機(jī)信息處理壓力的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種實現(xiàn)上述數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)的方法。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)如圖2所示，包括OFDM調(diào)制裝置23，其連接信道編碼器(未圖示)和延遲裝置24，用于對接收的經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流進(jìn)行OFDM調(diào)制，將其調(diào)制為第一信號發(fā)送到延遲裝置24；延遲裝置24，其連接OFDM裝置23和主發(fā)射機(jī)25，用于接收來自O(shè)FDM調(diào)制裝置23的第一信號，根據(jù)設(shè)定的時間來延遲該第一信號后將其發(fā)送到主發(fā)射機(jī)25；主發(fā)射機(jī)25，其連接延遲裝置24和用戶端29，用于接收來自延遲裝置24的第一信號，并將該第一信號發(fā)送給用戶端29；包處理裝置26，其連接信道編碼器(未圖示)和分配網(wǎng)絡(luò)27，用于對輸入的數(shù)據(jù)流按映射方式進(jìn)行拆包并在各數(shù)據(jù)包前插入帶有控制信息的包頭，并將數(shù)據(jù)流發(fā)送給分配網(wǎng)絡(luò)27；分配網(wǎng)絡(luò)27，其連接包處理裝置26和副發(fā)射機(jī)28，用于將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為第二信號并分配給相應(yīng)的副發(fā)射機(jī)28；以及副發(fā)射機(jī)28，其連接分配網(wǎng)絡(luò)27和用戶端29，用于將接收自分配網(wǎng)絡(luò)的第二信號進(jìn)行OFDM調(diào)制后發(fā)送給用戶端29。
上述包處理裝置26通過SPI接口與分配網(wǎng)絡(luò)27相連。
優(yōu)選地，上述副發(fā)射機(jī)28至少為一個。
優(yōu)選地，上述控制信息為發(fā)射頻點、時隙位置、映射方式信息。
優(yōu)選地，上述映射方式可以采用BPSK映射、QPSK映射或16QAM映射。
根據(jù)本發(fā)明的OFDM調(diào)制裝置23進(jìn)一步包括符號映射單元，加入離散導(dǎo)頻單元，擾碼單元，IFFT單元，符號成形單元，頻點搬移單元，以及射頻調(diào)制單元。
其中符號映射單元將編碼后的二進(jìn)制比特流映射成復(fù)符號的星座點；加入離散導(dǎo)頻單元在映射的符號序列中加入離散導(dǎo)頻，生成有效頻域符號；擾碼單元用復(fù)擾碼序列對有效頻域符號進(jìn)行擾碼，增加信號的隨機(jī)性；IFFT單元進(jìn)行頻、時域變換，生成時域基帶采樣點序列；頻點搬移單元將基帶信號搬移到合適的頻點上；射頻調(diào)制單元將信號調(diào)制到射頻點上發(fā)送出去。
上述包處理裝置26包括根據(jù)映射方式將數(shù)據(jù)分割為若干個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)拆包單元；在各數(shù)據(jù)包前插入一包頭并對包頭的各字段分別進(jìn)行定義以使包頭中包含不同控制信息的插入包頭單元。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配方法包括以下步驟經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流分為兩路，一路數(shù)據(jù)流利用OFDM調(diào)制裝置進(jìn)行OFDM調(diào)制，調(diào)制成第一信號的步驟；第一信號利用延遲裝置延遲一定的時間后傳送到主發(fā)射機(jī)的步驟；該第一信號通過主發(fā)射機(jī)傳送到用戶端的步驟；經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流分為兩路，另一路數(shù)據(jù)流利用包處理裝置進(jìn)行包處理并且傳輸?shù)椒峙渚W(wǎng)絡(luò)的步驟；數(shù)據(jù)流在分配網(wǎng)絡(luò)中被轉(zhuǎn)換成第二信號并傳送到副發(fā)射機(jī)的步驟；該第二信號在副發(fā)射機(jī)中通過OFDM調(diào)制后傳送到用戶端的步驟。
在上述數(shù)據(jù)流被傳輸?shù)椒峙渚W(wǎng)絡(luò)的步驟中，該數(shù)據(jù)流通過SPI接口以逐頻點逐時隙的方式依次傳輸。
在經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流利用包處理裝置進(jìn)行包處理的步驟中，包處理進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)流根據(jù)在一個頻點一個時隙內(nèi)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)進(jìn)行拆包的步驟；和在各數(shù)據(jù)包前插入一包頭的插入包頭步驟。
在上述插入包頭步驟中，插入的包頭的各字段被分別定義以使包頭具有不同的控制信息。
在第二信號在副發(fā)射機(jī)中通過OFDM調(diào)制后傳送到用戶端的步驟中，第二信號在副發(fā)射機(jī)中進(jìn)行信號處理從而識別出包頭的控制信息后，在該控制信息的控制下進(jìn)行OFDM調(diào)制。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字廣播能夠取得如下有益效果在保證數(shù)據(jù)流正確傳輸?shù)耐瑫r可以控制副發(fā)射機(jī)以適當(dāng)?shù)姆绞綄?shù)據(jù)流進(jìn)行調(diào)制并發(fā)送出去。而在主發(fā)射機(jī)處理流程中引入一定延遲，補(bǔ)償分配網(wǎng)絡(luò)和副發(fā)射機(jī)進(jìn)行OFDM調(diào)制引入的時延，實現(xiàn)主、副發(fā)射機(jī)的同步發(fā)射。信息流經(jīng)信道編碼后送入分配網(wǎng)絡(luò)，減小了發(fā)射機(jī)的信息處理壓力；通過延遲保證多個發(fā)射機(jī)間的同步發(fā)送；發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻點、時隙位置、映射方式等能夠進(jìn)行靈活配置；傳送的數(shù)據(jù)和控制字可以通過多種方式進(jìn)行傳輸；并可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星廣播、地面無線廣播、地面手持廣播等各廣播領(lǐng)域。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的多發(fā)射機(jī)數(shù)字廣播系統(tǒng)的框圖。
圖2為本發(fā)明的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)的框圖。
圖3為本發(fā)明的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)的第一實施例的示意圖。
圖4為圖3中OFDM調(diào)制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖5(a)為BPSK星座映射圖。
圖5(b)為QPSK星座映射圖。
圖5(c)為16QAM星座映射圖。
圖6為PRBS擾碼生成示意圖。
圖7為本發(fā)明第一實施例的頻域子載波結(jié)構(gòu)圖。
圖8為本發(fā)明第一實施例的接口時序圖。
圖9為本發(fā)明的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)的第二實施例的示意圖。
具體實施例方式
下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖3所示為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)的示意圖。如圖3所示，本發(fā)明第一實施例為衛(wèi)星移動廣播系統(tǒng)。該衛(wèi)星移動廣播系統(tǒng)由OFDM調(diào)制器33，第一Ku波段上行站34，包處理裝置35，DVB-S調(diào)制器(未圖示)，第二Ku波段上行站36，衛(wèi)星37和轉(zhuǎn)發(fā)器38組成。
該衛(wèi)星移動廣播系統(tǒng)使用25MHz帶寬，劃分為三個8MHz的頻道，每個8MHz頻道傳送一路OFDM調(diào)制信號。三個8MHz頻道分別命名為頻道0、頻道1、頻道2。系統(tǒng)采樣率為60MHz。
該衛(wèi)星移動廣播系統(tǒng)每幀為200毫秒，由TS0到TS9共10個時隙組成。每個時隙占20毫秒，包括1個信標(biāo)頭和42個OFDM符號組，每個OFDM符號由IFFT塊、循環(huán)前綴CP和2個保護(hù)間隔GD組成。其中信標(biāo)中攜帶同步和時隙號信息。循環(huán)前綴用于抵抗信道多徑時延擴(kuò)展，保護(hù)間隔用于降低系統(tǒng)頻帶泄漏。
當(dāng)信源編碼器31輸出信源流后，信道編碼器32對信源編碼器31提供的信源流進(jìn)行信道編碼、加入連續(xù)導(dǎo)頻并將經(jīng)信道編碼的信源流分兩路分別輸入到下一級的OFDM調(diào)制器33和包處理裝置35。
上述信道編碼器32中，其內(nèi)部信道編碼一般采用卷積糾錯碼、Reed-Solomon碼、LDPC碼、或者TURBO碼中的一種。
圖4所示為OFDM調(diào)制器33的結(jié)構(gòu)框圖。OFDM調(diào)制器33包括符號映射單元41、加入離散導(dǎo)頻單元42、擾碼單元43、IFFT單元44、符號成形單元45、頻點搬移單元46和射頻調(diào)制單元47。上述這些單元共同作用實現(xiàn)OFDM調(diào)制，最后通過射頻調(diào)制單元47向第一Ku波段上行站34輸出衛(wèi)星信號。這里，設(shè)該通過OFDM調(diào)制發(fā)射到第一Ku波段上行站34的信號為主衛(wèi)星信號。
第一Ku波段上行站34的內(nèi)部優(yōu)選包括一延遲器(未圖示)。該延遲器為長度可調(diào)的移位寄存器，其補(bǔ)償衛(wèi)星傳輸信道和轉(zhuǎn)發(fā)器38中的處理時延。第一Ku波段上行站34將延遲后的主衛(wèi)星信號放置到14GHz的頻點上并發(fā)送給衛(wèi)星37。
上述延遲器還可設(shè)置于第一Ku波段上行站34和OFDM調(diào)制器33之間或設(shè)置在OFDM調(diào)制器33上。
包處理裝置35包括拆包單元和插入包頭單元(未圖示)。包處理裝置35對由信道編碼器32傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行拆包及插入包頭，將打包后的數(shù)據(jù)通過SPI接口傳輸?shù)紻VB-S調(diào)制器(未圖示)。
DVB-S調(diào)制器對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行DVB-S調(diào)制并輸出。這里，設(shè)經(jīng)DVB-S調(diào)制并輸出的信號為副衛(wèi)星信號。
SPI口連接上述包處理裝置和DVB-S調(diào)制器。其實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸。該SPI口包括時鐘線CLK、8根數(shù)據(jù)線Data(0～7)、同步指示線PSYNC和數(shù)據(jù)有效線DVALID。
第二Ku波段上行站36接收DVB-S調(diào)制器發(fā)送的副衛(wèi)星信號，將該副衛(wèi)星信號放置到11GHz的頻點上并發(fā)送給衛(wèi)星37。
衛(wèi)星37接收由第一Ku波段上行站34和第二Ku波段上行站36傳送的主衛(wèi)星信號和副衛(wèi)星信號，并且將來自第一Ku波段上行站34的主衛(wèi)星信號放置到2.6GHz的頻點上發(fā)送給用戶解調(diào)器39，將來自第二Ku波段上行站36的副衛(wèi)星信號進(jìn)行放大并發(fā)送給轉(zhuǎn)發(fā)器38。
轉(zhuǎn)發(fā)器38包括DVB-S解調(diào)器和OFDM調(diào)制器(未圖示)。其中DVB-S解調(diào)器將衛(wèi)星37下傳的副衛(wèi)星信號解調(diào)后輸出到OFDM調(diào)制器，OFDM調(diào)制器在數(shù)據(jù)包和包頭信息的控制下對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行OFDM調(diào)制后在2.6GHz的頻點上發(fā)送給用戶解調(diào)器39。
用戶解調(diào)器39對接收的信號進(jìn)行解調(diào)后將解調(diào)的信號輸出給信源解碼器40；信源解碼器40對接收的信號進(jìn)行解碼處理并輸出。
下面，結(jié)合圖3的衛(wèi)星移動廣播系統(tǒng)示意圖對該系統(tǒng)的分配方法的各步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。
通過信源編碼器31產(chǎn)生的信源流在信道編碼器32中進(jìn)行信道編碼以及加入連續(xù)導(dǎo)頻后一方面通過OFDM調(diào)制器33經(jīng)衛(wèi)星37發(fā)送到用戶解調(diào)器39，另一方面通過包處理裝置35經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)器38發(fā)送到用戶解調(diào)器39。
在通過OFDM調(diào)制器33經(jīng)衛(wèi)星37發(fā)送到用戶解調(diào)器39的過程中，OFDM調(diào)制過程具體包括符號映射信道編碼后的二進(jìn)制比特流首先映射成復(fù)符號的星座點，這里形成調(diào)制符號的比特數(shù)目是一定的，其中BPSK映射時每1比特映射為1個星座點，如圖5(a)所示；QPSK映射時每2比特映射為1個星座點，如圖5(b)所示；16QAM映射時每4比特映射為1個星座點，如圖5(c)所示。其中x、y軸是復(fù)符號的坐標(biāo)軸。這樣利用符號映射來調(diào)制多個載波時，使得一個符號周期內(nèi)有更多數(shù)據(jù)位在空中傳輸，可以提高數(shù)據(jù)傳輸率。
加入離散導(dǎo)頻接著，映射的符號序列中加入離散導(dǎo)頻。通過加入離散導(dǎo)頻，生成有效頻域符號。在本實施例中，系統(tǒng)共采用3076個有效子載波，其中有384個離散導(dǎo)頻。離散導(dǎo)頻全部傳1+0j，用(m，n)指示導(dǎo)頻信號的位置坐標(biāo)，其中m和n分別是頻率和時間軸指示。m、n取值規(guī)則如下0≤n≤41，m＝8p+1 p＝0，1，2，...，191和m＝8p+3 p＝192，193，194，...，383 ifmod(n，4)＝0m＝8p+5 p＝0，1，2，...，191和m＝8p+7 p＝192，192，193，...，383 ifmod(n，4)＝1m＝8p+3 p＝0，1，2，...，191和m＝8p+5 p＝192，193，194，...，383 ifmod(n，4)＝2m＝8p+7 p＝0，1，2，...，191和m＝8p+9 p＝192，192，193，...，383 ifmod(n，4)＝3擾碼加入離散導(dǎo)頻后，該系統(tǒng)內(nèi)所有有效子載波均被一復(fù)偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)擾碼。在本實施方案中PRBS序列的生成多項式f(x)滿足f(x)＝x12+x11+x8+x6+1，移位寄存器初始值為000000000001，生成方法如圖6所示。PRBS在每時隙開頭重置，故所有時隙都被相同圖樣擾碼。Si，Sq以0→/2，1→-/2的方式映射到實數(shù)域，并以Si+jSq的形式生成復(fù)擾碼序列。擾碼序列的初始狀態(tài)和時隙的第1個有效子載波對齊。擾碼增強(qiáng)了信號隨機(jī)性，并使信號的私密性更強(qiáng)，有助于保護(hù)信號安全，不被他人惡意破壞。
IFFT變換擾碼后的頻域信號在IFFT單元利用IFFT進(jìn)行頻-時域變換，從而生成時域基帶采樣點序列。在本實施例中，記IFFT運(yùn)算的正交子載波序號為i，imin＝0，imax＝4095，共有4096個正交子載波，具體可分為3076個有效子載波和1020個虛擬子載波，其中DC子載波也作為虛擬子載波，如圖7所示。有效子載波帶寬為7.5MHz，這樣虛擬子載波就成為兩個各8MHz帶寬的頻道間的保護(hù)帶。設(shè)m為有效子載波序號，i(m)為該有效子載波對應(yīng)的IFFT正交子載波序號，兩者之間滿足i(m)=m+10≤m≤1537m+10201538≤m≤3075]]>m＝0、1、2、...、3075。在時域中，時間軸上OFDM符號序號為n，n＝0、1、2、...、N-1。
符號成形如前所述，每一OFDM符號包括有循環(huán)前綴(CP)、符號體和前、后保護(hù)間隔(GD)。每一OFDM符號長度為409.6us。循環(huán)前綴長度為51.2us，前、后保護(hù)間隔分別為4.4us。相鄰兩OFDM符號間被加窗從而使前一個OFDM符號的后保護(hù)間隔(GD)與其后一個OFDM符號的前保護(hù)間隔(GD)相交疊。相鄰兩符號的信號逐漸相互滲入，可以明顯減弱高頻分量的泄漏。該窗函數(shù)為w(t)=0.5+0.5cos(π+πt/TGD),0≤t≤TGD1,TGD<t<T-TGD0.5+0.5cos(π+π(T-t)/TGD),T-TGD≤t≤T]]>其中TGD為前、后保護(hù)間隔長度，T為OFDM符號長度。
頻點搬移在符號成形步驟后，基帶信號頻率根據(jù)發(fā)射頻點的需要被搬移至相應(yīng)頻點。由于一般的衛(wèi)星移動廣播系統(tǒng)使用25MHz帶寬，劃分為3個頻點間的間隔為8MHz的頻道，因此頻點搬移可以由以下方式實現(xiàn)y(n)=x(n)·ej2π(k-1)nΔffs]]>其中x(n)是基帶時域信號；y(n)是頻率搬移后的時域信號；k是頻點號，可以取0、1、2；fs是系統(tǒng)采樣率，為60MHz；Δf為頻點間隔，8MHz。
射頻調(diào)制最后，信號頻率被調(diào)制至2.6G頻點通過功率放大器發(fā)射出去。
OFDM調(diào)制完成后，經(jīng)OFDM調(diào)制器33調(diào)制的主衛(wèi)星信號通過延遲器延遲一定時間周期后由第一Ku波段上行站在14GHz的載波頻率上被發(fā)送到衛(wèi)星37，經(jīng)衛(wèi)星37變頻后在2.6GHz的載波頻率上被發(fā)送到用戶解調(diào)器39。
在通過包處理裝置35經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)器38發(fā)送到用戶解調(diào)器39的過程中，對于包處理過程，信源流根據(jù)在一個頻點一個時隙內(nèi)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)進(jìn)行拆包，具體的方法是，對BPSK映射的數(shù)據(jù)流，每14133字節(jié)為一個數(shù)據(jù)包；對QPSK映射的數(shù)據(jù)流，每28266字節(jié)為一個數(shù)據(jù)包；對16QAM映射的數(shù)據(jù)流，每56532字節(jié)為一個數(shù)據(jù)包。
而后，在上述每個數(shù)據(jù)包前插入一個包頭。其中包頭為2字節(jié)，分為3個字段，分別定義包頭的第0字節(jié)為Freq字段，表示發(fā)送頻點，如表1所示；
表1、Freq字段定義

包頭的第1字節(jié)的高4位為Timeslot字段，表示時隙號，如表2所示；表2、Timeslot字段定義

包頭的第1字節(jié)的低4位為Map字段，表示后續(xù)數(shù)據(jù)的星座點映射模式。由于星座點映射模式不同，后續(xù)數(shù)據(jù)的長度也會不同，如表3所示。
表3、Map字段定義及數(shù)據(jù)長度


打包后的數(shù)據(jù)通過SPI口傳輸給DVB-S調(diào)制器。這里，在SPI口上利用PSYNC信號指示Type字段的位置、通過CLK信號傳送時鐘，時鐘為系統(tǒng)60MHz時鐘，接口時序如圖8所示。各數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)按照逐頻點逐時隙的方式通過SPI的8位數(shù)據(jù)接口依次傳輸。具體地傳輸順序為0頻點的0時隙→1頻點的0時隙→2頻點的0時隙→0頻點的1時隙→1頻點的1時隙→2頻點的1時隙......→0頻點的9時隙→1頻點的9時隙→2頻點的9時隙→0頻點的0時隙......。
如前所述，設(shè)經(jīng)DVB-S調(diào)制的信號為副衛(wèi)星信號。則上述副衛(wèi)星信號由第二Ku波段上行站36在11GHz的載波頻率上通過衛(wèi)星37發(fā)送給轉(zhuǎn)發(fā)器38。
利用轉(zhuǎn)發(fā)器38對該副衛(wèi)星信號進(jìn)行DVB-S解調(diào)，識別出包頭的Freq，Timeslot，Map字段，并在該Freq，Timeslot，Map字段的控制下對接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行OFDM調(diào)制。即當(dāng)Freq字段、Timeslot字段和Map字段分別為0x0、0x0、0x00時，控制信息表示的意義為在頻點0、時隙0、采用BPSK星座映射方式對數(shù)據(jù)流進(jìn)行OFDM調(diào)制。這里，OFDM調(diào)制方法與前述OFDM調(diào)制方法完全相同。
上述經(jīng)OFDM調(diào)制的副衛(wèi)星信號由轉(zhuǎn)發(fā)器38在2.6GHz的載波頻率上發(fā)送到用戶解調(diào)器39。從而完成系統(tǒng)中信號的分配過程。
上述來自衛(wèi)星37和轉(zhuǎn)發(fā)器38的信號在用戶解調(diào)器中進(jìn)行解調(diào)并通過用戶端信源解碼器進(jìn)行解碼處理并輸出。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明第二實施例采用地面手持廣播系統(tǒng)進(jìn)行說明。
該地面手持廣播系統(tǒng)包括OFDM調(diào)制器93、主發(fā)射站94、包處理裝置95、第一SDH光端機(jī)(未圖示)和副發(fā)射站96。
地面手持廣播系統(tǒng)使用若干個8MHz帶寬，與傳統(tǒng)模擬電視系統(tǒng)帶寬兼容，每個8MHz頻道傳送一路OFDM調(diào)制信號。地面手持廣播信號在800MHz左右發(fā)送，系統(tǒng)采樣率為10MHz。
地面手持廣播系統(tǒng)每幀為200毫秒，由TS0到TS9共10個時隙組成。每個時隙占20毫秒，包括1個信標(biāo)頭和42個OFDM符號組，每個OFDM符號由IFFT塊、循環(huán)前綴CP和2個保護(hù)間隔GD組成。其中信標(biāo)中攜帶同步和時隙號信息。
當(dāng)信源編碼器91輸出信源流后，信道編碼器92對信源編碼器91提供的信源流進(jìn)行信道編碼、加入連續(xù)導(dǎo)頻并將經(jīng)信道編碼的信源流分兩路分別輸入到下一級的OFDM調(diào)制器93和包處理裝置95。
OFDM調(diào)制器93包括符號映射單元、加入離散導(dǎo)頻單元、擾碼單元、IFFT單元、符號成形單元、頻點搬移單元和射頻調(diào)制單元。設(shè)通過OFDM調(diào)制輸出到主發(fā)射站94的信號為主信號。
地面主發(fā)射站94作為主發(fā)射機(jī)，將用戶信號發(fā)送給用戶解調(diào)器97。
包處理裝置95包括拆包單元和插入包頭單元(未圖示)。包處理裝置95對由信道編碼器92傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行拆包及插入包頭，將打包后的數(shù)據(jù)通過SPI接口傳輸?shù)降谝籗DH光端機(jī)。
第一SDH光端機(jī)將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柌⑼ㄟ^SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁卑l(fā)射站96。
SPI口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸。該SPI口包括時鐘線CLK、8根數(shù)據(jù)線Data(0～7)、同步指示線PSYNC和數(shù)據(jù)有效線DVALID。
副發(fā)射站96作為副發(fā)射機(jī)，將SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑鲅a(bǔ)信號也發(fā)送給用戶解調(diào)器97。副發(fā)射站96包括第二SDH光端機(jī)和OFDM調(diào)制器(未圖示)。第二SDH光端機(jī)將傳輸?shù)墓庑盘栟D(zhuǎn)為數(shù)據(jù)流并識別出數(shù)據(jù)包和包頭中的控制信息，OFDM調(diào)制器在數(shù)據(jù)包和包頭信息的控制下對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行OFDM調(diào)制后發(fā)送到用戶解調(diào)器97。
用戶解調(diào)器97對接收的信號進(jìn)行解調(diào)后輸出給信源解碼器98；信源解碼器98對接收的信號進(jìn)行解碼處理并輸出。
下面，結(jié)合圖9對本發(fā)明第二實施例的分配方法進(jìn)行說明。
當(dāng)信源編碼器91輸出信源流后，信源編碼器91提供的信源流在信道編碼器92中進(jìn)行信道編碼、加入連續(xù)導(dǎo)頻并且經(jīng)信道編碼的信源流分兩路分別輸入到下一級的OFDM調(diào)制器93和包處理裝置95。
數(shù)據(jù)流在OFDM調(diào)制器93中分別進(jìn)行符號映射、加入離散導(dǎo)頻、擾碼、IFFT變換、符號成形和射頻調(diào)制從而完成OFDM調(diào)制。在調(diào)制過程中，由于地面手持廣播系統(tǒng)信號在各個8MHz頻帶內(nèi)分別發(fā)送，因此不需要進(jìn)行頻率搬移。在射頻調(diào)制步驟中，信號通過功率放大器和射頻變頻器被調(diào)制到800+k×8MHz(k為整數(shù))頻點上并發(fā)送到主發(fā)射站94，并通過主發(fā)射站94發(fā)送到用戶解調(diào)器97。
在另一路通過包處理裝置95經(jīng)副發(fā)射站96發(fā)送到用戶解調(diào)器97的過程中，由于其間包處理過程與前述第一實施例中相同，故不加贅述。
打包后的數(shù)據(jù)通過SPI口傳輸給第一SDH光端機(jī)。在SPI口上利用PSYNC信號指示Type字段的位置、通過CLK信號傳送時鐘，時鐘為系統(tǒng)60MHz時鐘。各數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)按照逐頻點逐時隙的方式通過SPI的8位數(shù)據(jù)接口依次傳輸。即傳輸順序為0時隙→1時隙→2時隙......→0時隙......。
數(shù)據(jù)接著通過第一SDH光端機(jī)被轉(zhuǎn)換成光信號通過SDH網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到副發(fā)射站96。經(jīng)副發(fā)射站96中第二SDH光端機(jī)的變換解析，通過SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母鲾?shù)據(jù)包中的頻點、時隙、映射方式信息被識別和讀取。然后在上述信息控制下，數(shù)據(jù)流在OFDM調(diào)制器經(jīng)符號映射、加入離散導(dǎo)頻、擾碼、IFFT變換、符號成形、頻點搬移、射頻調(diào)制后，發(fā)送到用戶解調(diào)器97。
上述來自主發(fā)射站94和副發(fā)射站96的信號在用戶解調(diào)器97中進(jìn)行解調(diào)并通過用戶端信源解碼器98進(jìn)行解碼處理并輸出。
通過上述方法，可以看出，信源流輸出后首先進(jìn)行信道編碼，然后再分別輸入到主發(fā)射機(jī)和副發(fā)射機(jī)中，副發(fā)射機(jī)并不進(jìn)行信道編碼，因此，在副發(fā)射機(jī)為多個的情況下，本方法能夠降低每個副發(fā)射機(jī)的配置成本，從而降低整個系統(tǒng)的成本。
另外，在數(shù)據(jù)包的包頭中加入控制信息如發(fā)射頻點、時隙位置、映射方式后再對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)制，使得副發(fā)射機(jī)在對接收信號進(jìn)行相應(yīng)解調(diào)后能夠容易地根據(jù)上述控制信息進(jìn)行OFDM調(diào)制。
盡管基于說明目的本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合具體實施例進(jìn)行了公開，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，各種改變、增加和替代都是可能的。因此，本發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求書的范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)，該系統(tǒng)與一信道編碼器和用戶端相連，包括OFDM調(diào)制裝置，其連接信道編碼器和延遲裝置，用于對接收的經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流進(jìn)行OFDM調(diào)制，將其調(diào)制為第一信號發(fā)送到延遲裝置；延遲裝置，其連接OFDM裝置和主發(fā)射機(jī)，用于接收來自O(shè)FDM調(diào)制裝置的第一信號，根據(jù)設(shè)定的時間來延遲該第一信號后將其發(fā)送到主發(fā)射機(jī)；主發(fā)射機(jī)，其連接延遲裝置和用戶端，用于接收來自延遲裝置的第一信號，并將該第一信號發(fā)送到用戶端；包處理裝置，其連接信道編碼器和分配網(wǎng)絡(luò)，用于對輸入的數(shù)據(jù)流按映射方式進(jìn)行拆包并在各數(shù)據(jù)包前插入帶有控制信息的包頭后將其發(fā)送給分配網(wǎng)絡(luò)；分配網(wǎng)絡(luò)，其連接包處理裝置和副發(fā)射機(jī)，用于將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為第二信號并分配給相應(yīng)的副發(fā)射機(jī)；以及副發(fā)射機(jī)，其連接分配網(wǎng)絡(luò)和用戶端，用于將來自分配網(wǎng)絡(luò)的第二信號進(jìn)行OFDM調(diào)制后發(fā)送到用戶端。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)，其特征在于，所述副發(fā)射機(jī)至少為一個。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)，其特征在于，所述控制信息為發(fā)射頻點、時隙位置、映射方式信息。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)，其特征在于，所述映射方式可以采用BPSK映射、QPSK映射或16QAM映射。
5.一種數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配方法，包括以下步驟經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流分為兩路，一路數(shù)據(jù)流利用OFDM調(diào)制裝置進(jìn)行OFDM調(diào)制，調(diào)制成第一信號的步驟；第一信號利用延遲裝置延遲一定的時間后傳送到主發(fā)射機(jī)的步驟；該第一信號通過主發(fā)射機(jī)傳送到用戶端的步驟；以及經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流分為兩路，另一路數(shù)據(jù)流利用包處理裝置進(jìn)行包處理并傳輸?shù)椒峙渚W(wǎng)絡(luò)的步驟；數(shù)據(jù)流通過分配網(wǎng)絡(luò)被轉(zhuǎn)換為第二信號并傳送到副發(fā)射機(jī)的步驟；該第二信號在副發(fā)射機(jī)中通過OFDM調(diào)制后傳送到用戶端的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配方法，其特征在于，在經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流利用包處理裝置進(jìn)行包處理并傳輸?shù)椒峙渚W(wǎng)絡(luò)的步驟中，包處理進(jìn)一步包括以下步驟數(shù)據(jù)流根據(jù)在一個頻點一個時隙內(nèi)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)進(jìn)行拆包的步驟，在各數(shù)據(jù)包前插入一包頭的插入包頭步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配方法，其特征在于，在插入包頭步驟中，插入的包頭的各字段被分別定義以使包頭具有不同的控制信息。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配方法，其特征在于，上述定義方式具體為將包頭分為3個字段，該3個字段分別表示頻點，時隙號和后續(xù)數(shù)據(jù)星座點映射方式。
9.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配方法，其特征在于，在上述數(shù)據(jù)流被傳輸?shù)椒峙渚W(wǎng)絡(luò)的步驟中，該數(shù)據(jù)流通過逐頻點逐時隙的方式依次傳輸。
10.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)流分配方法，其特征在于，在第二信號在副發(fā)射機(jī)中通過OFDM調(diào)制后傳送到用戶端的步驟中，第二信號在副發(fā)射機(jī)中進(jìn)行信號處理從而識別出包頭的控制信息后，在該控制信息的控制下進(jìn)行OFDM調(diào)制。
全文摘要
本發(fā)明公開一種數(shù)字廣播多發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)流分配系統(tǒng)及其分配方法。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括OFDM調(diào)制裝置，延遲裝置，主發(fā)射機(jī)，包處理裝置，分配網(wǎng)絡(luò)，以及副發(fā)射機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的分配方法包括經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流分為兩路，一路數(shù)據(jù)流利用OFDM調(diào)制裝置進(jìn)行OFDM調(diào)制并利用延遲裝置延遲一定的時間后傳送到主發(fā)射機(jī)并由該主發(fā)射機(jī)傳送到用戶端的步驟；另一路數(shù)據(jù)流利用包處理裝置進(jìn)行包處理并通過分配網(wǎng)絡(luò)傳送到副發(fā)射機(jī)，在副發(fā)射機(jī)中通過OFDM調(diào)制后傳送到用戶端的步驟。本發(fā)明中數(shù)據(jù)流經(jīng)信道編碼后通過分配網(wǎng)絡(luò)送入副發(fā)射機(jī)，減小了副發(fā)射機(jī)的信息處理壓力。
文檔編號H04H1/00GK101079860SQ20061007845
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者葛啟宏, 陶濤, 白棟 申請人:北京泰美世紀(jì)科技有限公司