專利名稱：基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法
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，特別涉及一種基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法。
背景技術(shù)：
在數(shù)字電視地面廣播傳輸應(yīng)用中，為了更有效地利用頻譜資源，滿足多種業(yè)務(wù)需求，需要利用同一個(gè)物理層信道傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)。不同的業(yè)務(wù)對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量(Quality ofService, QoS)的要求也不同，其中服務(wù)質(zhì)量包括覆蓋范圍和數(shù)據(jù)傳輸率等。在傳統(tǒng)的數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)中，例如數(shù)字電視地面多媒體廣播(DigitalTelevision Terrestrial Multimedia Broadcasting,DTMB)和數(shù)字視頻有線廣播(Digital Video Cable Broadcasting, DVB-C),多個(gè)業(yè)務(wù)的傳輸主要通過(guò)傳送流(transportstream，TS)層次的復(fù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，即在發(fā)射端將屬于不同業(yè)務(wù)的TS流(以TS包為單位)經(jīng)過(guò)TS包復(fù)用器，復(fù)用為一個(gè)包含多個(gè)業(yè)務(wù)的TS流。對(duì)復(fù)用后的TS流，進(jìn)行相同的調(diào)制，并在同一個(gè)物理層信道中進(jìn)行傳輸。在接收端，接收設(shè)備對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后得到全部TS流,解復(fù)用器通過(guò)每個(gè)TS流的包識(shí)別符(Package Identifier, PID)區(qū)分不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，完成解復(fù)用。但是采用TS流層次的復(fù)用，不同的業(yè)務(wù)采用相同的編碼調(diào)制方式，即對(duì)于相同的接收端和信道傳輸條件，解調(diào)的信噪比門(mén)限相同，因此不同業(yè)務(wù)的覆蓋范圍相同，不能適應(yīng)不同業(yè)務(wù)覆蓋范圍的差異。在1997年公布的歐洲第一代地面數(shù)字電視廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻地面無(wú)線廣播(Digital Video Terrestrial Broadcasting, DVB-T)中，提出了分層傳輸技術(shù)來(lái)支持不同優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)傳輸，其中物理層的關(guān)鍵技術(shù)是分層調(diào)制(Hierarchical modulation,HM)技術(shù)。即高優(yōu)先級(jí)的比特流用來(lái)選擇具有較大的最小歐式距離(Minimum EuclideanDistance, MED)的星座子集，低優(yōu)先級(jí)的比特流用來(lái)選擇具有較小的MED的星座子集。但是采用分層傳輸技術(shù)的系統(tǒng)的總體傳輸效率下降，而且一個(gè)星座符號(hào)攜帶的比特有限，導(dǎo)致給不同業(yè)務(wù)分配資源的方式有限。數(shù)字通信系統(tǒng)中，二進(jìn)制比特經(jīng)過(guò)信道編碼、比特交織和星座映射等后轉(zhuǎn)換為離散符號(hào)，再進(jìn)行正交頻分復(fù)用技術(shù)(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)調(diào)制、組幀、正交調(diào)制等后續(xù)處理。對(duì)于帶寬有限的信道，基于塊傳輸技術(shù)或信道均衡技術(shù)，實(shí)際連續(xù)時(shí)間信道可以等效為離散時(shí)間信道，信道傳輸模型可以等效為離散符號(hào)表示的數(shù)字基帶模型，其中，離散符號(hào)的信號(hào)空間可以為時(shí)域、頻域和空域等，即，時(shí)間、頻率(或子載波)、空間資源(即天線資源)等均可攜帶待傳輸?shù)碾x散符號(hào)。歐洲第二代地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)DVB-T2中，引入了物理層管道(PhysicalLayer Pipe, PLP)技術(shù)，即一種物理層子信道技術(shù)，來(lái)應(yīng)對(duì)地面數(shù)字電視系統(tǒng)中對(duì)多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸越來(lái)越高的需求。其基本思想是根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景，將同一個(gè)物理層信道的時(shí)頻域資源劃分為多個(gè)獨(dú)立的物理層子信道，每個(gè)子信道可以采用不同編碼調(diào)制方式，承載不同的業(yè)務(wù)，并且通過(guò)物理層信令支持接收機(jī)解調(diào)。接收機(jī)可以首先解調(diào)、解碼和解析出物理層信令，獲得每個(gè)子信道的編碼調(diào)制方式等信息，然后對(duì)所需物理層子信道中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)解碼。作為一種實(shí)現(xiàn)資源靈活分配的工作方式，物理層子信道技術(shù)非常適合多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸，已經(jīng)成為當(dāng)前多種數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)支持多個(gè)業(yè)務(wù)兼容和傳輸?shù)闹饕绞?。特別值得一提的是，長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution, LTE)和LTE技術(shù)的后續(xù)演進(jìn)(LTE-Advanced, LTE-A)系統(tǒng)中所使用的基于“資源粒子”和“資源塊”的資源映射技術(shù)，本質(zhì)上與物理層子信道技術(shù)類似，都是對(duì)物理層信道進(jìn)行分割得到物理層子信道，繼而利用所得的物理子信道傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)的技術(shù)。
但是基于傳統(tǒng)的物理層子信道技術(shù)的多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸，仍存在的問(wèn)題基本信道單元只是一組時(shí)域、頻域、空域或碼域的符號(hào)組成的集合，每個(gè)符號(hào)中的比特不加區(qū)分地分配到同一個(gè)物理層子信道，忽略了同一星座符號(hào)中的比特具有不同差錯(cuò)保護(hù)程度的特性。

發(fā)明內(nèi)容
(一)解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種新的多業(yè)務(wù)傳輸方法，彌補(bǔ)分層調(diào)制技術(shù)或傳統(tǒng)物理層子信道技術(shù)總體頻譜效率不高的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提高系統(tǒng)的傳輸效率和多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸?shù)撵`活性。(二)技術(shù)方案本發(fā)明提出了一種基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法，所述方法包括A、根據(jù)所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，將物理層信道在符號(hào)層次進(jìn)行分害!]，得到符號(hào)層次的物理層子信道；B、根據(jù)所述所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，將所述符號(hào)層次的物理層子信道在比特層次上進(jìn)行分割，得到比特層次的物理層子信道；C、利用所述比特層次的物理層子信道傳輸對(duì)應(yīng)的多個(gè)業(yè)務(wù)信息。優(yōu)選地，步驟A中具體包括根據(jù)所述所需傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，將物理層信道中比例為a 符號(hào)歸屬為一個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道，其中α1+α2+...+αΝ =1,0 < a i < 1，I 彡 i 彡 N。優(yōu)選地，所述符號(hào)所屬的信號(hào)空間為時(shí)域、頻域、空域或碼域中的一個(gè)或者多個(gè)。優(yōu)選地，步驟A中每個(gè)所述符號(hào)層次的物理層子信道包含所述物理層信道的一部分符號(hào)；或，每個(gè)所述符號(hào)層次的物理層子信道包含所述物理層信道的全部符號(hào)。優(yōu)選地，步驟A中所述所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求包括業(yè)務(wù)的數(shù)量、業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率和所需的最小解碼門(mén)限。優(yōu)選地，步驟B具體包括根據(jù)所述所需傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量的要求，將所述符號(hào)層次的物理層子信道中的多個(gè)符號(hào)作為一個(gè)整體，進(jìn)行比特層次的進(jìn)一步分割，分割得到的每一部分組成一個(gè)比特層次的物理層子信道。優(yōu)選地，每個(gè)所述比特層次的物理層子信道包含所述符號(hào)層次的物理層子信道的一部分比特；或，每個(gè)所述比特層次的物理層子信道包含所述符號(hào)層次的物理層子信道的全部比特。(三)有益效果本發(fā)明提出的基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法，將物理層信道在符號(hào)層次上進(jìn)行分割，得到符號(hào)層次的物理層子信道，再將符號(hào)層次的物理層子信道在比特層次上進(jìn)行分割，得到比特層次的物理層子信道。通過(guò)將一個(gè)符號(hào)內(nèi)具有不同保護(hù)程度的比特歸屬到不同的比特層次的物理層子信道，更加靈活地滿足了不同用戶對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求。


圖I是本發(fā)明所述的基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中所述256階Gray-QAM星座映射圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例2中所述256階Gray-QAM星座映射中各個(gè)比特的信道容量隨信噪比變化曲線；圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中，采用本發(fā)明所述方法，各種比特分配方案下兩種業(yè)務(wù)達(dá)到所需傳輸速率的最小解碼門(mén)限圖；圖5是本發(fā)明例實(shí)施例2中，比特層次的物理層子信道的資源映射圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例2所述用于多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸?shù)娜N方法，在不同的方案下系統(tǒng)達(dá)到所需傳輸率的最小解碼門(mén)限圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例3中所述256階Gray-APSK星座圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例3中所述256階Gray-APSK星座映射中，比特對(duì)應(yīng)的信道容量與信噪比關(guān)系圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例3中，采用本發(fā)明所述方法，各種比特分配方案下兩種業(yè)務(wù)在給定最小解碼門(mén)限下的傳輸速率圖；圖10是本發(fā)明例實(shí)施例3中，比特層次的物理層子信道的資源映射圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例3所述用于多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸?shù)娜N方法，采用不同的方案時(shí)，三種業(yè)務(wù)達(dá)到的傳輸率。
具體實(shí)施例方式對(duì)于物理層信道，在本發(fā)明中只考慮數(shù)字基帶等效模型中比特轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶信號(hào)的過(guò)程，發(fā)射信號(hào)是由發(fā)送符號(hào)組成的數(shù)字基帶信號(hào)，接收信號(hào)由接收符號(hào)組成的數(shù)字基帶信號(hào)。發(fā)送符號(hào)和接收符號(hào)均為離散符號(hào)，發(fā)送符號(hào)經(jīng)信道衰落并疊加噪聲(包括干擾)后得到離散接收符號(hào)。因此可將發(fā)射端與接收端之間的過(guò)程建模為一個(gè)離散符號(hào)信道，即物理層信道，其輸入輸出均等效為符號(hào)，即發(fā)送符號(hào)和接收符號(hào)，其中符號(hào)所屬的信號(hào)空間可以為時(shí)域、頻域、空域或碼域中的任意一個(gè)或多個(gè)。例如，在OFDM塊傳輸系統(tǒng)中，符號(hào)所屬的信號(hào)空間僅為時(shí)域和頻域。在傳統(tǒng)的物理層子信道技術(shù)中，將物理層信道在符號(hào)層次上分割，得到一個(gè)或多個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道，其中，每個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道包含物理層信道的一部分符號(hào)或全部符號(hào)。每個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道通常采用相同的幀結(jié)構(gòu)參數(shù)和編碼調(diào)制方式，通常支持一種業(yè)務(wù)；利用多種符號(hào)層次的物理層子信道來(lái)支持多種業(yè)務(wù)。本發(fā)明的主要思想為在寬帶無(wú)線移動(dòng)通信和地面數(shù)字廣播通信中，提出一種新的多業(yè)務(wù)傳輸方法首先對(duì)物理層信道在符號(hào)層次上進(jìn)行分割，得到符號(hào)層次的物理層子信道；然后，利用高階星座映射同一星座符號(hào)內(nèi)攜帶的比特具有不均等差錯(cuò)保護(hù)程度的特性，在符號(hào)層次的物理層子信道中，以多個(gè)符號(hào)攜帶的全部比特為一個(gè)單位，進(jìn)一步的在比特層次上進(jìn)行分割，得到比特層次的物理層子信道，其中，每個(gè)比特層次的物理層子信道僅包含符號(hào)層次的物理層子信道的一部分比特或全部比特；最后利用所得的比特層次的物理層子信道來(lái)傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)信息。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I 為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)的物理層子信道技術(shù)未考慮同一星座符號(hào)內(nèi)的比特具有多種保護(hù)程度的問(wèn)題，為了豐富多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸?shù)馁Y源分配方式和提高多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸?shù)目傮w傳輸效率。本發(fā)明所述的基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法的流程圖如圖I所示，具體包括以下步驟A、根據(jù)所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，將物理層信道在符號(hào)層次進(jìn)行分害!]，得到符號(hào)層次的物理層子信道；其中，在通信系統(tǒng)的基帶模型中，物理層信道可以等效為一個(gè)離散符號(hào)信道，其輸入輸出等效為符號(hào)，即發(fā)送符號(hào)和接收符號(hào)，其中符號(hào)所屬的信號(hào)空間為時(shí)域、頻域、空域或碼域中的任意一個(gè)或多個(gè)。其中，所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求包括業(yè)務(wù)的數(shù)量、業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率和所需的最小解碼門(mén)限。其中，物理層信道在符號(hào)層次的分割方法，具體為假設(shè)物理層信道中被分割為N個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道，在物理層信道中，比例為a i的符號(hào)歸屬為一個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道，其中，αι+α2+...+αΝ= 1，0< Qi<l，l彡i彡N。每個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道包含所述物理層信道的一部分符號(hào)，或，每個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道包含所述物理層信道的全部符號(hào)。B、根據(jù)所述所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，將所述符號(hào)層次的物理層子信道在比特層次上進(jìn)行分割，得到比特層次的物理層子信道；具體地對(duì)所述符號(hào)層次的物理層子信道，將傳輸?shù)姆?hào)資源看成一個(gè)維度，在此稱為符號(hào)維度，把每個(gè)符號(hào)內(nèi)的多個(gè)比特看成另一個(gè)維度，在此稱為比特維度。根據(jù)所需傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量的要求，將符號(hào)層次的物理層子信道中的多個(gè)符號(hào)作為一個(gè)整體，進(jìn)行比特層次的進(jìn)一步分割，每一部分組成一個(gè)比特層次的物理層子信道。其中，每個(gè)比特層次的物理層子信道包括符號(hào)維度和比特維度中的一組比特，其輸入輸出為比特。具體地，將符號(hào)層次的物理層子信道中的多個(gè)符號(hào)作為一個(gè)整體，進(jìn)行比特層次的分割。例如需要在該符號(hào)層次的物理子信道中傳輸兩種業(yè)務(wù)，則需要將該符號(hào)層次的物理層子信道分割為兩個(gè)比特層次的物理層子信道，一個(gè)符號(hào)包含M個(gè)比特，N個(gè)符號(hào)就包含N*M個(gè)比特，可選擇的分割方式很多，豐富了多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸?shù)馁Y源分配方式。由于考慮了同一星座符號(hào)內(nèi)的比特具有多種保護(hù)程度的問(wèn)題，可以在上述N*M各比特中，優(yōu)化地選擇一部分比特傳輸一個(gè)業(yè)務(wù)，其他傳輸另一個(gè)業(yè)務(wù)，使多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)的傳輸效率最佳，其中M和N均為整數(shù)，M>1。C、利用所述比特層次的物理層子信道傳輸對(duì)應(yīng)的多個(gè)業(yè)務(wù)信息。本發(fā)明所述的比特層次的物理層子信道與傳統(tǒng)的物理層子信道的區(qū)別本發(fā)明所述的比特層次的物理層子信道是對(duì)物理層信道基于比特和符號(hào)層次的級(jí)聯(lián)分割得到的，即組成比特層次的物理層子信道的最小單位為符號(hào)空間內(nèi)符號(hào)攜帶的比特；而傳統(tǒng)的物理層子信道是對(duì)物理層信道基于符號(hào)層次的分割得到的，即組成物理層子信道的最小單位為符號(hào)空間內(nèi)的符號(hào)。實(shí)施例2本實(shí)施例描述了所述基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法在DVB-T2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。本實(shí)施例與實(shí)施例I基本相同，其區(qū)別僅在于以下內(nèi)容。本實(shí)施例的應(yīng)用場(chǎng)景為DVB-T2。在DVB-T2標(biāo)準(zhǔn)中，利用傳統(tǒng)的物理層子信道技術(shù)，將物理層信道在符號(hào)層次上進(jìn)行分割，得到物理層管道(PLP)，即本發(fā)明所述的符號(hào)層次的物理層子信道，其中符號(hào)的所屬的信號(hào)空間為時(shí)域和頻域。具體物理層信道的劃分方法為現(xiàn)有技術(shù)，可以參加相關(guān)文獻(xiàn)，在此本發(fā)明對(duì)此不在贅述。在多業(yè)務(wù)傳輸中，為了表現(xiàn)本發(fā)明所述的多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸方法較之前DVB-T2米用的傳統(tǒng)物理層子信道技術(shù)和傳統(tǒng)分層調(diào)制技術(shù)在總體傳輸效率上的提升，本實(shí)施例也給出了多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)的具體參數(shù)，具體包括I)系統(tǒng)所需的傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)及其服務(wù)質(zhì)量要求數(shù)據(jù)傳輸率要求為業(yè)務(wù)I =R1=2比特/符號(hào)，業(yè)務(wù)2 =R2 = I比特/符號(hào)；兩種業(yè)務(wù)最小解碼門(mén)限相差10dB，即SNR1-SNR2=IOdB02)符號(hào)的調(diào)制方式均采用256階格雷QAM (Gray Quadrature AmplitudeModulation, Gray-QAM),星座映射如圖2所示。每個(gè)符號(hào)攜帶8個(gè)比特,具有4種差錯(cuò)保護(hù)程度，每一個(gè)符號(hào)中的比特(I^b7)對(duì)應(yīng)的信道容量與信噪比關(guān)系如圖3所示。3)本實(shí)施例中，采用本發(fā)明所述方法中，僅考慮存在一個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道的情況。以符號(hào)層次的物理層子信道中的每P (p=24)個(gè)符號(hào)為一個(gè)單位進(jìn)行比特層次的分割，即每個(gè)單位包含8P=192個(gè)比特。我們采用比特選取方案是選取信道容量最好的Q個(gè)比特傳輸業(yè)務(wù)I的數(shù)據(jù)，其余8P-Q的比特傳輸業(yè)務(wù)2的數(shù)據(jù)，在本實(shí)施例中稱為分配策略1，或者選取信道容量最壞的Q個(gè)比特傳輸業(yè)務(wù)I的數(shù)據(jù)，用信道容量最好的8P-Q的比特傳輸業(yè)務(wù)2的數(shù)據(jù)，在本實(shí)施例中稱為分配策略2。4)采用傳統(tǒng)物理層子信道技術(shù)傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)可以描述為假設(shè)物理層信道中被分割為兩個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道，每個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道用來(lái)傳輸一種業(yè)務(wù)。即物理層信道中，比例為α (O < α < I)的符號(hào)傳輸業(yè)務(wù)I的數(shù)據(jù)，比例為l-α的符號(hào)傳輸業(yè)務(wù)2的數(shù)據(jù)。5)采用傳統(tǒng)分層調(diào)制技術(shù)來(lái)傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)的方法可以描述為利用每個(gè)星座符號(hào)中的N (0<Ν<8)個(gè)比特傳輸業(yè)務(wù)I的數(shù)據(jù)，利用每個(gè)符號(hào)中的8-Ν個(gè)比特傳輸業(yè)務(wù)2的數(shù)據(jù)。
在多業(yè)務(wù)傳輸中，采用本發(fā)明所述的多業(yè)務(wù)傳輸方法，在各種比特分配方案下(即不同Q值)，兩種業(yè)務(wù)達(dá)到所需傳輸速率，在兩種分配策略下的最小解碼門(mén)限如圖4所示。這里的最小解碼門(mén)限，是通過(guò)互信息計(jì)算得到的理論值。根據(jù)香農(nóng)的信息論，一個(gè)通信系統(tǒng)的發(fā)射符號(hào)與接收符號(hào)之間的平均互信息I (X; Y)是該系統(tǒng)能夠承載的最大信息傳輸速率。通常，互信息I(X;Y)是信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)的增函數(shù)，S卩I (X; Y)= f(SNR)，因此給定傳輸速率，可以通過(guò)上述關(guān)系求得解碼門(mén)限的理論值。雖然該理論值通常將高于實(shí)際解碼門(mén)限，但它便于計(jì)算，并且仍然可以較好地預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際性能。因此，后文所述的最小解碼門(mén)限均是通過(guò)互信息計(jì)算得到的解碼門(mén)限。再根據(jù)兩個(gè)業(yè)務(wù)的最小解碼門(mén)限的差距要求(SNRa-SNRb = IOdB),決定比特分配方案，即符號(hào)層次的物理層子信道的具體分割方式，使得兩種業(yè)務(wù)均達(dá)到給定傳輸速率的最小解碼門(mén)限盡可能的小。得到的具體分割方式如下利用136個(gè)信道容量最差的比特傳輸業(yè)務(wù)I的數(shù)據(jù)，56個(gè)信道容量最好的比特傳輸業(yè)務(wù)2的數(shù)據(jù)；在符號(hào)層次的物理層子信道中，比特層次的物理層子信道的資源映射圖如圖5所示，陰影部分對(duì)應(yīng)用于傳輸業(yè)務(wù)2的系統(tǒng)資源，其他部分對(duì)應(yīng)用于傳輸業(yè)務(wù)I的系統(tǒng)資源。 利用上述三種方法傳輸兩種業(yè)務(wù)時(shí)，在不同的方案下(即每種方法各自優(yōu)化Q、α、N的取值)，系統(tǒng)達(dá)到所需傳輸率的最小解碼門(mén)限如圖6所示。從圖中可以看出，基于本發(fā)明所述的基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法，在給定的服務(wù)質(zhì)量要求(即信噪比門(mén)限差距)下，兩種業(yè)務(wù)的最小解碼門(mén)限均小于采用傳統(tǒng)物理層子信道技術(shù)和采用分層調(diào)制技術(shù)時(shí)的最小解碼門(mén)限。此外，在多業(yè)務(wù)傳輸應(yīng)用中，本發(fā)明所述的基于比特層次的物理子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法，還可提供豐富的比特資源分配方案，可以靈活的滿足不同傳輸率的業(yè)務(wù)的要求。實(shí)施例3本實(shí)施例描述了所述基于比特層次的物理子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法，在一種基于TDS-OFDM技術(shù)的傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。本實(shí)施例與實(shí)施例I基本相同，其區(qū)別僅在于以下內(nèi)容。本實(shí)施例應(yīng)用場(chǎng)景為一種基于TDS-OFDM技術(shù)的傳輸系統(tǒng)。在一種基于TDS-OFDM技術(shù)的傳輸系統(tǒng)中，利用傳統(tǒng)物理層子信道技術(shù)，將物理層信道在符號(hào)層次上分割，得到本發(fā)明所述的符號(hào)層次的物理層子信道，其中符號(hào)所屬的信號(hào)空間為時(shí)域和頻域。具體物理層信道的劃分方法為現(xiàn)有技術(shù)，可以參加相關(guān)文獻(xiàn)，在此本發(fā)明對(duì)此不在贅述。在多業(yè)務(wù)傳輸應(yīng)用中，為了表現(xiàn)本發(fā)明所述的基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法較之前傳統(tǒng)物理層子信道技術(shù)和分層調(diào)制技術(shù)在總體傳輸效率上的提升，本實(shí)施例也給出了多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)的具體參數(shù)，具體包括I)系統(tǒng)所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)及其服務(wù)質(zhì)量要求業(yè)務(wù)I :最小解碼門(mén)限為15dB ；業(yè)務(wù)2 :最小解碼門(mén)限為5dB ;兩種業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率比例R1 = R2 = 2: I。2)符號(hào)的調(diào)制方式均采用256階Gray-APSK。其中，所述Gray-APSK星座圖的階數(shù)為M = 2m,每個(gè)環(huán)上的點(diǎn)數(shù)Ii1相等且= Tl1，環(huán)數(shù)_￡ = 2 2 ,其中m = Iii^m2,Hi1^m2和m均為正整數(shù)。所述256階Gray-APSK星座圖如圖7所示，映射方式為現(xiàn)有技術(shù)，在此本發(fā)明對(duì)此不在贅述，每個(gè)符號(hào)攜帶8個(gè)比特，具有8種差錯(cuò)保護(hù)程度，每一個(gè)符號(hào)中的比特(I^cTb7)對(duì)應(yīng)的信道容量與信噪比關(guān)系如圖8所示。
3)本實(shí)施例中，采用本發(fā)明所述方法中，僅考慮物理層信道僅包括一個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道的情況。以符號(hào)層次的物理層子信道中的每P (P=24)個(gè)符號(hào)為一個(gè)單位進(jìn)行比特層次的分割，即每個(gè)單位包含8P=192個(gè)比特。我們采用比特選取方案是選取信道容量最好的Q個(gè)比特傳輸業(yè)務(wù)I的數(shù)據(jù)，其余8P-Q的比特傳輸業(yè)務(wù)2的數(shù)據(jù)，在本實(shí)施例中稱為分配策略1，或者選取信道容量最壞的Q個(gè)比特傳輸業(yè)務(wù)I的數(shù)據(jù)，用信道容量最好的8P-Q的比特傳輸業(yè)務(wù)2的數(shù)據(jù)，在本實(shí)施例中稱為分配策略2。4)采用傳統(tǒng)物理層子信道技術(shù)傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)的方法可以描述為假設(shè)物理層信道中被分割為兩個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道，每個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道用來(lái)傳輸一種業(yè)務(wù)。即物理層信道中，比例為α (0< α <1)的符號(hào)傳輸業(yè)務(wù)I的數(shù)據(jù)，比例為1-α的符號(hào)傳輸業(yè)務(wù)2的數(shù)據(jù)。5)采用分層調(diào)制技術(shù)來(lái)傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)的方法可以描述為利用每個(gè)星座符號(hào)中的N (0〈Ν〈8)個(gè)比特傳輸業(yè)務(wù)I的數(shù)據(jù)，利用每個(gè)符號(hào)中的8-Ν個(gè)比特傳輸業(yè)務(wù)2的數(shù)據(jù)。采用本發(fā)明所述的基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法，各種比特分配方案下，兩種業(yè)務(wù)在給定最小解碼門(mén)限下的傳輸速率如圖9所示。再根據(jù)兩個(gè)業(yè)務(wù)的傳輸率的比例(R1:R2 = 2:1)，可以得出兩種業(yè)務(wù)傳輸?shù)谋忍胤峙浞桨?，即符?hào)層次的物理層子信道的具體分割方式，使得兩種業(yè)務(wù)的傳輸率在給定的信噪比下盡可能的大。得到的具體分割方式利用125個(gè)信道容量最差的比特傳輸業(yè)務(wù)I的數(shù)據(jù)，67個(gè)信道容量最好的比特傳輸業(yè)務(wù)2的數(shù)據(jù)；在符號(hào)層次的物理層子信道中，各比特層次的物理層子信道的資源映射圖如圖10所示，陰影部分對(duì)應(yīng)用于傳輸業(yè)務(wù)2的系統(tǒng)資源，其他對(duì)應(yīng)用于傳輸業(yè)務(wù)I的系統(tǒng)資源。利用上述三種方法傳輸兩種業(yè)務(wù)時(shí)，在給定的解碼門(mén)限下，采用不同的方案(即每種方法各自優(yōu)化Q、α、Ν的取值)時(shí)，兩種業(yè)務(wù)達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸率如圖11所示。如圖所示，給定兩種業(yè)務(wù)的最小解碼門(mén)限分別為15dB和5dB時(shí)，兩種業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸率比例R1 = R2 =2:1?？梢钥闯?，基于本發(fā)明所述的基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法，在給定的服務(wù)質(zhì)量要求(即解碼門(mén)限)下，兩種業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸率均大于采用傳統(tǒng)物理層子信道技術(shù)和采用分層調(diào)制技術(shù)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸率。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法，其特征在于，所述方法包括 A、根據(jù)所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，將物理層信道在符號(hào)層次進(jìn)行分割，得到符號(hào)層次的物理層子信道； B、根據(jù)所述所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，將所述符號(hào)層次的物理層子信道在比特層次上進(jìn)行分割，得到比特層次的物理層子信道； C、利用所述比特層次的物理層子信道傳輸對(duì)應(yīng)的多個(gè)業(yè)務(wù)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟A中具體包括根據(jù)所述所需傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，將物理層信道中比例為Qi的符號(hào)歸屬為一個(gè)符號(hào)層次的物理層子信道，其中 α i+α 2+· · · + a N = 1，0 < a i < 1，I 彡 i 彡 N。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述符號(hào)所屬的信號(hào)空間為時(shí)域、頻域、空域或碼域中的一個(gè)或者多個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟A中每個(gè)所述符號(hào)層次的物理層子信道包含所述物理層信道的一部分符號(hào)； 或， 每個(gè)所述符號(hào)層次的物理層子信道包含所述物理層信道的全部符號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟A中所述所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求包括業(yè)務(wù)的數(shù)量、業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率和所需的最小解碼門(mén)限。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟B具體包括根據(jù)所述所需傳輸多個(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量的要求，將所述符號(hào)層次的物理層子信道中的多個(gè)符號(hào)作為一個(gè)整體，進(jìn)行比特層次的進(jìn)一步分割，分割得到的每一部分組成一個(gè)比特層次的物理層子信道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述比特層次的物理層子信道包含所述符號(hào)層次的物理層子信道的一部分比特； 或， 每個(gè)所述比特層次的物理層子信道包含所述符號(hào)層次的物理層子信道的全部比特。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于比特層次的物理層子信道的多業(yè)務(wù)傳輸方法，所述方法包括A、根據(jù)所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，將物理層信道在符號(hào)層次進(jìn)行分割，得到符號(hào)層次的物理層子信道；B、根據(jù)所述所需傳輸?shù)亩鄠€(gè)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，將所述符號(hào)層次的物理層子信道在比特層次上進(jìn)行分割，得到比特層次的物理層子信道；C、利用所述比特層次的物理層子信道傳輸對(duì)應(yīng)的多個(gè)業(yè)務(wù)信息。本發(fā)明通過(guò)將一個(gè)符號(hào)內(nèi)具有不同保護(hù)程度的比特歸屬到不同的比特層次的物理層子信道，更加靈活地滿足了不同業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102938748SQ20121040714
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者彭克武, 金黃平, 宋健, 潘長(zhǎng)勇, 楊知行 申請(qǐng)人:清華大學(xué)