專利名稱：：一種魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于無線通信領域，更具體地涉及一種魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法。
背景技術：
：目前，電視廣播已從模擬逐漸向數(shù)字化方向發(fā)展。數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)，作為數(shù)字電視廣播的重要組成部分，其相關技術的發(fā)展，與人們的生活質量息息相關，并因此受到了人們格外的廣泛關注。數(shù)字電視廣播相關技術及其相關產(chǎn)業(yè)是通信與計算機領域內(nèi)發(fā)展較快，市場前景較好的產(chǎn)業(yè)。在數(shù)字電視廣播相關技術上，目前各國關注的重點是，如何為復雜波傳環(huán)境下的數(shù)字電視廣播提供低成本的可靠高速移動的實現(xiàn)方案。成幀調制技術是數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的關鍵技術，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。由于數(shù)字信號處理技術和集成電路技術的飛速發(fā)展，正交頻分復用(OFDM)技術的系統(tǒng)實現(xiàn)變得越來越容易。因OFDM多載波傳輸技術具有結構簡單，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)字電視廣播等諸多領域中的廣泛應用。OFDM信號較高的峰均功率比(PAPR)對放大器和數(shù)模轉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。在多徑衰落信道下，可以通過編碼、交織和調制方案的級聯(lián)優(yōu)化設計達到盡可能大的信號分集階數(shù)，以便在等于或超過最小自由距離的符號序列中得到獨立衰落。級聯(lián)不同的編碼形式可以充分利用不同編碼技術的優(yōu)點；在編碼和碼元調制之間插入比特交織器，可以使得編碼和調制過程相對獨立并將分集階數(shù)從不同的多進制符號數(shù)擴大到不同的二進制比特數(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。在實際通信環(huán)境中，數(shù)字電視多媒體無線廣播通信系統(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。多媒體無線廣播信號發(fā)射機成幀調制方法是實現(xiàn)可靠數(shù)字電視魯棒多媒體無線廣播的關鍵技術。利用數(shù)字電視多媒體無線廣播傳輸系統(tǒng)提供無償電視廣播、有償電視廣播、保密信息傳輸、多媒體增值服務等可控制多業(yè)務是新一代數(shù)字電視魯棒多媒體無線廣播傳輸系統(tǒng)滿足社會需求的體現(xiàn)。正是基于以上背景，本發(fā)明針對實際通信環(huán)境提出一種魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，可以滿足高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務數(shù)字電視魯棒多媒體無線廣播傳輸?shù)男枰?。欲對專利背景作更深入的了解可參考以下文獻資料R.V.Nee,R.Prasad."OFDMforwirelessmultimediacommunications".BostonArtechHouse,2000.Y.Wu,S.Hirakawa,U.H.Reimers,andJ.ffhitaker."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.G.Caire,G.Taricco,E.Biglieri,"Bit-interleavedcodedmodulation,，，IEEETrans.InformationTheory,vol.44,no.3,pp.927-946,May1998.S.Benedetto,D.Divsalar,G.Montorsi,andF.Pollara,"Serialconcatenationofinterleavedcodes!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)務數(shù)字電視魯棒多媒體無線廣播問題，提出了一種魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法。本發(fā)明提出的一種魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，其特征在于它包括下列步驟1)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機將自己的輸入數(shù)據(jù)比特流經(jīng)BCH編碼(BoseChaudhuriHocquenghem,BCH)、比特交織、多碼率刪余卷積編碼、碼元調制、碼元交織后在頻域上形成FFT級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)塊，F(xiàn)FT表示快速離散傅立葉變換，F(xiàn)FT級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)塊的長度為K；2)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機采用IFFT將FFT級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)塊變換為時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊Dtotal，IFFT表示快速離散傅立葉反變換；3)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機按順序將時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊平分成兩塊，時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值子塊D1和時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值子塊D2，Dt。tal=[DijD2]；4)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機通過峰均功率比調整單元對時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值子塊D1、時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值子塊A進行信號加、減、共軛運算處理并重新合成新的時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat，新的時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊Dmw采用如下生成模式得到，生成模式1為Dmw=[D1,D2]，生成模式2為權利要求1.一種魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，其特征在于它包括下列步驟1)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機將自己的輸入數(shù)據(jù)比特流經(jīng)BCH編碼、比特交織、多碼率刪余卷積編碼、碼元調制、碼元交織后在頻域上形成FFT級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)塊，BCH表不BoseChaudhuriHocquenghem,LDPC表不LowDensityParityCheck，F(xiàn)FT表不快速離散傅立葉變換，F(xiàn)FT級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)塊的長度為K；2)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機采用IFFT將FFT級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)塊變換為時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊Dt。tal，IFFT表示快速離散傅立葉反變換；3)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機按順序將時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊平分成兩塊，時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值子塊D1和時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值子塊D2，Dt。tal=[DijD2]；4)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機通過峰均功率比調整單元對時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值子塊D1、時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值子塊込進行信號加、減、共軛運算處理并重新合成新的時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat，新的時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(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Dnew=[DpVTT^D1+D2)]，生成模式3為Dnew=[DpVTT^D1-D2)]，生成模式4為Dnew=[7172(0,+D2),D2]，生成模式5SDnew=[^(D1-D2),D2]，生成模式6為Onew=[7172(0,+D2),Vi萬(D1-D2)]，生成模式7為Dnew=[Di1,D2]，生成模式8為Dnew=IDil5VITI(Di^D2)],生成模式9為Dnew=，生成模式11為Dnew=[λ/72(Ο*,-D2),D2]，生成模式12為Dnew[[^(D^+DdVTT^iD^-D2^，比較12種生成模式合成的時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊Dnew，選取其中具有最低峰均功率比的降峰均功率比時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊D1n:，并將降峰均功率比時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊D=所對應采用的生成模式信息發(fā)送給業(yè)務指標序列設置單元，其中，Di1表示對時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值子塊D1的各時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值進行共軛運算處理而得到的時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值子塊；5)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機將訓練序列作為復數(shù)訓練序列的實部序列、將業(yè)務指標序列設置單元所設置的業(yè)務指標序列作為復數(shù)訓練序列的虛部序列，在時域上構成復數(shù)訓練序列的離散樣值塊，訓練序列、業(yè)務指標序列、復數(shù)訓練序列的離散樣值塊的長度都為X，業(yè)務指標序列包含著并且唯一表達著魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機的各系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務模式信息；6)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機將在時域上構成的復數(shù)訓練序列的離散樣值塊在時域上連續(xù)重復4次形成時域嵌入訓練序列離散樣值塊，時域嵌入訓練序列離散樣值塊的長度與降峰均功率比時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊的長度在數(shù)值上相等，即K=4XX；7)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機將降峰均功率比時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊、時域嵌入訓練序列離散樣值塊直接疊加形成時域嵌入訓練序列降峰均功率比時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)樣值塊，作為幀體；8)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機將循環(huán)前綴作為保護間隔即幀頭插入時域嵌入訓練序列降峰均功率比時域離散級聯(lián)交織編碼調制數(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；9)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機采用平方根升余弦滾降濾波器對信號幀的信號脈沖成形；10)魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機將基帶信號上變頻至載波上。2.按權利要求1的魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，其特征在于所述魯棒多媒體無線廣播信號發(fā)射機的訓練序列、業(yè)務指標序列、復數(shù)訓練序列的離散樣值塊的長度X取512,1024,2048中的一個。3.按權利要求2的魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，其特征在于所述訓練序列、業(yè)務指標序列由一系列的1或-ι組成，具有偽隨機特性。4.按權利要求2的魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，其特征在于所述訓練序列、業(yè)務指標序列相互之間具有正交性。5.按權利要求1的魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，其特征在于所述FFT級聯(lián)交織編碼調制數(shù)據(jù)塊由子載波組成；當X取512時，子載波數(shù)取2048，子載波的頻率間隔取4KHz；當X取IOM時，子載波數(shù)取4096，子載波的頻率間隔取2KHz；當X取2048時，子載波數(shù)取8192，子載波的頻率間隔取ΙΚΗζ。6.按權利要求1的魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，其特征在于所述循環(huán)前綴的長度C取值與X取值有關；當X取512時，C取K大小的1/4；當X取IOM時，C取K大小的1/8；當X取2048時，C取K大小的1/16。7.按權利要求1的魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，其特征在于所述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；比特交織采用隨機交織方式；碼元調制為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；碼元交織采用隨機交織方式。全文摘要本發(fā)明公開了一種魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，是一種時域頻域混合的成幀調制方案。本發(fā)明的魯棒多媒體無線廣播信號成幀調制方法，具有低峰均功率比、同步時間短、魯棒、可控多業(yè)務等優(yōu)點。文檔編號H04L27/26GK102271118SQ20111025048公開日2011年12月7日申請日期2011年8月22日優(yōu)先權日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