單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法，是一種空域時域頻域混合的成幀調(diào)制方案。本發(fā)明的單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法的訓(xùn)練序列優(yōu)化設(shè)計、信號生成模式和信號選取方法，易于在接收機(jī)端處理恢復(fù)得到OFDM信號的原始信號，具有低峰均功率比、同步時間短、抗信道衰落、可控多業(yè)務(wù)等優(yōu)點?！緦＠f明】單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法【
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)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法?！?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)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)，作為數(shù)字電視抗衰落移動數(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)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播相關(guān)技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)是通信與計算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展較快，市場前景較好的產(chǎn)業(yè)。在數(shù)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播相關(guān)技術(shù)上，目前各國關(guān)注的重點是，如何為復(fù)雜波傳環(huán)境下的數(shù)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播提供低成本的可靠高速移動的實現(xiàn)方案。單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(fā)射機(jī)成幀調(diào)制技術(shù)是數(shù)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，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。[0003]由于數(shù)字信號處理技術(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(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)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播等諸多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。[0004]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，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(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。[0005]采用單頻網(wǎng)的組網(wǎng)模式可以大大提高數(shù)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)的頻譜利用率。在實際通信環(huán)境中，數(shù)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播通信系統(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。單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(fā)射機(jī)傳輸方法是實現(xiàn)可靠數(shù)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播的關(guān)鍵技術(shù)。[0006]利用數(shù)字電視抗衰落移動數(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)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)滿足社會需求的體現(xiàn)。[0007]正是基于以上背景，本發(fā)明針對實際通信環(huán)境提出一種單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法，可以滿足高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播傳輸?shù)男枰?。[0008]欲對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.M.S.Richer，G.Reitmeier,T.Gurley,G.A.Jones,J.Whitaker,andR.Rast.“TheATSCdigitaltelevisionsystem，，，ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.37—43，Jan.2006.[0011]U.LadebusehandC.A.Liss.“TerrestrialDVB(DVB-T):Abroadcasttechnologyforstationaryportableandmobileuse，，，ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.183-194，Jan.2006.[0012]M.TakadaandM.Sait0.uTransmissionsystemsforISDB-T.”ProceedingsoftheIEEE，SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.251-256，Jan.2006.【
發(fā)明內(nèi)容】[0013]本發(fā)明針對高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視抗衰落移動數(shù)字廣播問題，提出了一種單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法。[0014]本發(fā)明提出的一種單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法，其特征在于它包括下列步驟:[0015]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；[0016]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)RS編碼、卷積交織、LDPC編碼、碼元調(diào)制與碼元旋轉(zhuǎn)、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，[0017]RS表不Reed-Solomon,LDPC表不LowDensityParityCheck,FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度為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)中的各個抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(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)整各個抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(fā)射機(jī)支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機(jī)都在同一時間對空頻調(diào)制FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進(jìn)行處理；[0019]4)單頻網(wǎng)中的各個抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(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)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊di，…，dK_2，U；[0020]5)單頻網(wǎng)中的各個抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(fā)射機(jī)將空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊解復(fù)用并根據(jù)每個空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)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)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃=[d0,d2，…，dK_4，dK_2]和空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊?…，dK-3，U；[0021]6)單頻網(wǎng)中的各個抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(fā)射機(jī)通過峰均功率比調(diào)整單元對空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃、空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl進(jìn)行信號功率調(diào)整及相應(yīng)信號處理并重新合成新的空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat，新的空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dmw采用如下生成模式得到，生【權(quán)利要求】1.一種單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法，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)RS編碼、卷積交織、LDPC編碼、碼元調(diào)制與碼元旋轉(zhuǎn)、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，RS表示Reed-Solomon,LDPC表示LowDensityParityCheck,FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度為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)中的各個抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(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)整各個抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(fā)射機(jī)支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機(jī)都在同一時間對空頻調(diào)制FFT級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進(jìn)行處理；4)單頻網(wǎng)中的各個抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(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)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊di，…，dK_2，U；5)單頻網(wǎng)中的各個抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(fā)射機(jī)將空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊解復(fù)用并根據(jù)每個空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)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)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃=[dQ，d2，-,dK_4,dK_2]和空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl=W1,d3，…，dl(-3，c^k-J；6)單頻網(wǎng)中的各個抗衰落移動數(shù)字廣播信號發(fā)射機(jī)通過峰均功率比調(diào)整單元對空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值奇子塊D胃、空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值偶子塊Dffl進(jìn)行信號功率調(diào)整及相應(yīng)信號處理并重新合成新的空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat，新的空頻調(diào)制時域離散級聯(lián)交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊Dmw采用如下生成模式得到，生成模式I為Dnew=[D奇，D偶]，生成模式2為Dnew=[D奇，奇，生成模式3為Dnew=[D奇，奇-V^D偶)]，生成模式4為Dnew=[(V0.2D奇+V0.8D偶偶]，生成豐旲式5為Dnew=[(/0.2D奇-V0.8D偶)iD偶]，生成模式6為Dnew=[(^0奇+^/^偶}(7^)奇生成模式7為Dnew=[D*奇，D偶]，生成模式8為Dnew=[D*奇奇+偶】，生成模式9為Dnew=[d*奇，(v/O'd11奇偶I，生成模式I0為Dnew=奇+V^Td偶)D偶]，生成模式II為Dnew=[(VoT8"d%偶)d偶]，生成模式I2為Dnew=[(VoTd*^+偶)(v/^Td*奇偶I，生成模式13為Dnew=[D奇，D*偶],生成模式14為Dnew=Ip奇，奇+偶|，生成模式is為2.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法，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的每一個符號交替插入產(chǎn)生的新序列及其長度為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*的每一個符號交替插入產(chǎn)生的新序列及其長度為G的循環(huán)前綴組成；B*表示對B的每一個符號進(jìn)行共軛運(yùn)算處理，A*表示對A的每一個符號進(jìn)行共軛運(yùn)算處理，B與A具有相同的符號長度L。3.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法，其特征在于:所述C取K的I/16;所述6取L的I/8。4.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法，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序列實現(xiàn)。5.按權(quán)利要求1的單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法，其特征在于:所述FFT級聯(lián)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；LDPC編碼的編碼率為I/4、1/2、5/8、3/4和7/8中的一個；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)通過對碼元星座圖旋轉(zhuǎn)一定角度而實現(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；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)抗衰落移動數(shù)字廣播信號傳輸方法，其特征在于:所述單頻網(wǎng)抗衰落移動數(shù)字廣播信號接收機(jī)所進(jìn)行的基帶信號接收處理，其中的一個步驟為信號幀頭與信號幀體的時頻域聯(lián)合迭代分離處理?！疚臋n編號】H04L1/00GK103780567SQ201410024148【公開日】2014年5月7日申請日期: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,潘洋申請人:寧波大學(xué)