專利名稱：：一種單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：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)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
：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(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、寬帶移動通信、寬帶無線局域網(wǎng)、數(shù)字電視無線多媒體廣播等諸多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。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，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。級聯(lián)不同編碼形式可以充分利用不同編碼技術(shù)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)制過程相對獨(dú)立并將分集階數(shù)從不同的多進(jìn)制符號數(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。采用單頻網(wǎng)的組網(wǎng)模式可以大大提高數(shù)字電視無線多媒體廣播傳輸系統(tǒng)的頻譜利用率。在實(shí)際單頻網(wǎng)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、信道衰落、信道干擾等因素的影響。單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)成幀調(diào)制方法是實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)字電視單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播的關(guān)鍵技術(shù)。利用數(shù)字電視單頻網(wǎng)魯棒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)字電視無線多媒體廣播傳輸系統(tǒng)滿足社會需求的體現(xiàn)。正是基于以上背景，本發(fā)明針對實(shí)際通信環(huán)境提出一種單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，可以滿足高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播傳輸?shù)男枰Ｓ麑＠尘白鞲钊氲牧私饪蓞⒖家韵挛墨I(xiàn)資料R.V.Nee,R.Prasad."OFDMforwirelessmultimediacommunications，，·Boston:ArtechHouse，2000.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.M.TakadaandM.Saito.“TransmissionsystemsforISDB-T,"ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision:TechnologyandEmergingServices,pp.251-256，Jan.2006.S.Benedetto，D.Divsalar，G.Montorsi，andF.Pollara，"Serialconcatenation4ofinterleavedcodes!performanceanalysis,design,anditerativedecoding,"IEEETrans.Inform.Theory,vol.44，no.3，pp.909-925，May1998.
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播問題，提出了一種單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法。本發(fā)明提出的一種單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，其特征在于它包括下列步驟1)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)BCH編碼(BoseChaudhuriHocquenghem,BCH)、比特交織、LDPC編碼(LowDensityParityCheck,LDPC)、碼元調(diào)制、碼元交織在頻域上形成FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，F(xiàn)FT表示快速離散傅立葉變換，F(xiàn)FT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度為K；2)單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器采用碼率為1的空頻編碼器將在頻域上形成的FFT級聯(lián)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)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)支路上形成空頻調(diào)制FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，并調(diào)整各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(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)間對空頻調(diào)制FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進(jìn)行處理；3)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)采用IFFT將空頻調(diào)制FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dtotal，IFFT表示快速離散傅立葉反變換；4)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)按順序?qū)⒖疹l調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊平分成兩塊，空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D1和空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D2,Dttrtal=[DijD2]；5)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)通過峰均功率比調(diào)整單元對空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D1、空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D2進(jìn)行信號加、減、共軛運(yùn)算處理并重新合成新的空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dmw，新的空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(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，生成模式1為Dmw=[D1,D2]，生成模式2為權(quán)利要求1.一種單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，其特征在于它包括下列步驟1)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)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級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，BCH表示BoseChaudhuriHocquenghem，LDPC表示LowDensityParityCheck，F(xiàn)FT表示快速離散傅立葉變換，F(xiàn)FT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度為K；2)單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器采用碼率為1的空頻編碼器將在頻域上形成的FFT級聯(lián)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)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)支路上形成空頻調(diào)制FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，并調(diào)整各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(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)間對空頻調(diào)制FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進(jìn)行處理；3)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)采用IFFT將空頻調(diào)制FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dt。tal，IFFT表示快速離散傅立葉反變換；4)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)按順序?qū)⒖疹l調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊平分成兩塊，空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D1和空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D2,Dt。tal=[DijD2]；5)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)通過峰均功率比調(diào)整單元對空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊D1、空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊A進(jìn)行信號加、減、共軛運(yùn)算處理并重新合成新的空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat，新的空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(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，生成模式1為Dnew=[D1,D2]，生成模式2為Dnew=IDl5ViT^D1+D2)]，生成模式3為Dnew二[D1,Vr72(D,-D2)]，生成模式4為Dnew=[n/TT^D!+D2),D2]，生成模式5為Dnew二[ViT^D1—D2)，D2]，生成模式6為D騰-[VTT^D+DjVTT^(D1-D2)]，生成模式7為Dnew=DA，D2]，生成模式8為Dnew=IoWiT^iyi+D2，生成模式9為Dnew=Joi1,VIT^(D41-D2)I，生成模式10為Dnew=[^172(0*!+D2)D2]，生成模式11為Dnew=[7i72(D*,-D2JlD2]，生成模式12為Dnew=[^(*.+D2)VT72(D*i—D2)[，比較12種生成模式合成的空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dmw，選取其中具有最低峰均功率比的降峰均功率比空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊D=，并將降峰均功率比空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊D=所對應(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，Di1表示對空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊Dl的各空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值進(jìn)行共軛運(yùn)算處理而得到的空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值子塊；6)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)將訓(xùn)練序列作為復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的實(shí)部序列、將業(yè)務(wù)指標(biāo)序列設(shè)置單元所設(shè)置的業(yè)務(wù)指標(biāo)序列作為復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的虛部序列，在時(shí)域上構(gòu)成復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣值塊，訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列、復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣值塊的長度都為X，業(yè)務(wù)指標(biāo)序列包含著并且唯一表達(dá)著單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)的各系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)模式信息；7)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)將在時(shí)域上構(gòu)成的復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣值塊在時(shí)域上連續(xù)重復(fù)4次形成時(shí)域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊，時(shí)域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊的長度與降峰均功率比空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊的長度在數(shù)值上相等，即K=4XX;8)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)將降峰均功率比空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(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空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊，作為幀體；9)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(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空頻調(diào)制時(shí)域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊即幀體，以形成信號幀，循環(huán)前綴的長度為C；10)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)采用平方根升余弦滾降濾波器對信號幀的信號脈沖成形；11)單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)將基帶信號上變頻至載波上。2.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述單頻網(wǎng)中的各個(gè)魯棒無線多媒體廣播信號發(fā)射機(jī)的訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列、復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣值塊的長度X取512、1024、2048中的一個(gè)。3.按權(quán)利要求2的單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列由一系列的1或-1組成，具有偽隨機(jī)特性。4.按權(quán)利要求2的單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列相互之間具有正交性。5.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述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和64QAM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。6.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述空頻調(diào)制FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊由子載波組成；當(dāng)X取512時(shí)，子載波數(shù)取2048，子載波的頻率間隔取4KHz；當(dāng)X取IOM時(shí)，子載波數(shù)取4096，子載波的頻率間隔取2KHz；當(dāng)X取2048時(shí)，子載波數(shù)取8192，子載波的頻率間隔取ΙΚΗζ。7.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述循環(huán)前綴的長度C取值與X取值有關(guān)；當(dāng)X取512時(shí)，C取K大小的1/4；當(dāng)X取IOM時(shí)，C取K大小的1/8；當(dāng)X取2048時(shí)，C取K大小的1/16。全文摘要本發(fā)明公開了一種單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，是一種時(shí)域頻域空域混合的成幀調(diào)制方案。本發(fā)明的單頻網(wǎng)魯棒無線多媒體廣播信號成幀調(diào)制方法，具有低峰均功率比、同步時(shí)間短、魯棒、可控多業(yè)務(wù)等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號H04L27/26GK102307172SQ20111024005公開日2012年1月4日申請日期2011年8月22日優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日發(fā)明者何加銘,徐鐵峰,聶秋華,鄭紫微申請人:寧波大學(xué)