專利名稱：一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法
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)抗干擾無線多媒體廣播信號
傳輸方法。
背景技術(shù)：
目前，無線電視廣播已從模擬逐漸向數(shù)字化方向發(fā)展。數(shù)字電視無線廣播傳輸系 統(tǒng)，作為數(shù)字電視無線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)字電視無線廣播相關(guān)技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)是通信 與計算機領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展較快，市場前景較好的產(chǎn)業(yè)。在數(shù)字電視無線廣播相關(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)字電視無線廣播提供低成本的可靠高速移動 的實現(xiàn)方案。數(shù)字電視無線廣播傳輸技術(shù)是數(shù)字電視無線廣播系統(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。 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OF匿多載波傳輸技術(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)字電視廣播等諸多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。 在實際通信環(huán)境中，數(shù)字電視無線廣播通信系統(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。數(shù)字電視無線廣播信號傳輸方法是實現(xiàn)可靠數(shù)字電視無 線廣播的關(guān)鍵技術(shù)。 信道編碼是數(shù)字通信系統(tǒng)的重要組成部分。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信道 編碼技術(shù)已成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)。在信息序列中嵌入冗余碼元，信道編碼技 術(shù)通過冗余碼元的作用減小信號在傳輸過程中發(fā)生錯誤，從而提高通信系統(tǒng)的可靠性。
在多徑衰落信道下，可以通過編碼、交織和調(diào)制方案的優(yōu)化設(shè)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。BICM技術(shù) (比特交織編碼調(diào)制，Bit Interleaved Coded Modulation, BICM)采用比特交織器并且使 得編碼和調(diào)制過程相對獨立，從而使得可以將分集階數(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)，也就是說，其分集階數(shù)L是二進制碼字序列間的最小漢明距離。由于BICM 技術(shù)使得分集階數(shù)得到明顯提高，因此，使得通信系統(tǒng)在多徑衰落信道下具有好的誤碼特 性。 多天線通信系統(tǒng)使用多個(Nt個)發(fā)射天線以及一個或多個(A個)接收天線進 行數(shù)據(jù)傳輸，它通過將Nt個發(fā)射天線發(fā)送不同的數(shù)據(jù)來提高系統(tǒng)吞吐率或者通過冗余地發(fā) 送數(shù)據(jù)來改善通信的可靠性。發(fā)射分集利用在空間、頻率、時間或者這些維度的組合上進行 數(shù)據(jù)的冗余傳輸，通過在發(fā)射機和接收機處的簡單發(fā)射分集處理，可以改善通信系統(tǒng)數(shù)據(jù) 傳輸?shù)目煽啃詮亩沟猛ㄐ畔到y(tǒng)獲得較強的性能。同時，采用單頻網(wǎng)的組網(wǎng)模式(即，若 干個發(fā)射臺同一時間在同一個頻率上發(fā)射同樣的信號以實現(xiàn)對一定服務(wù)區(qū)域的可靠覆蓋) 可以大大提高無線多媒體廣播傳輸系統(tǒng)的頻譜利用率。
利用數(shù)字電視無線廣播傳輸系統(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(wù)等可控制多業(yè)務(wù)是新一代數(shù)字電視無線廣播傳輸系統(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)境提出一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法，可以滿足單頻網(wǎng)高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視無線廣播傳輸?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 L. J. Cimini，"Analysis and simulation of a digital mobile channelusingorthogonal frequency division multiplexing, ，， IEEE Trans.Commun. ， vol.C0M-33, pp. 665-675，uly 1985. R. V. Nee， R. Prasad. "OFDM for wireless mul timedia communications".Boston :Artech House, 2000. A. R. S. Bahai and B. R. Saltzberg. "Multi-Carrier Digital Communications :Theory and Applications of OFDM".Kluwer Academic/Plenum,1999.
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對單頻網(wǎng)中的高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視無線廣播傳輸問題，提出了一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法。 本發(fā)明提出的一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于無線多媒體廣播信號在單頻網(wǎng)的無線多媒體廣播發(fā)射機經(jīng)如下步驟發(fā)送至空中無線信道并由接收機端接收處理無線多媒體廣播發(fā)射機端所發(fā)送的信號 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)多碼率刪余巻積編碼、比特交織、碼元調(diào)制、星座旋轉(zhuǎn)后進一步在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度(符號個數(shù))為K); 3)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比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度(符號個數(shù))為K)，并調(diào)整各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機都在同一時間對空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進行處理； 4)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機采用IFFT(快速離散傅立葉反變換)將空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊； 5)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將訓(xùn)練序列作為復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的實部
序列、將業(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); 6)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將在時域上構(gòu)成的復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離
散樣值塊在時域上連續(xù)重復(fù)4次形成時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊(時域嵌入訓(xùn)練序列離
散樣值塊的長度為K，K二4XX); 7)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將空頻調(diào)制時域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊、時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊直接疊加形成空頻調(diào)制時域嵌入訓(xùn)練序列比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，作為幀體； 8)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將循環(huán)前綴(循環(huán)前綴的長度為C)作為保護間隔(幀頭)插入空頻調(diào)制時域嵌入訓(xùn)練序列比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(幀體)，以形成信號幀； 9)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(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)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將基帶信號上變頻至載波上形成射頻信號發(fā)射到空中無線信道； 11)單頻網(wǎng)中的接收機端接收處理單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機所發(fā)送的信號。
按照上述的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于單頻網(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)換成數(shù)據(jù)比特流；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)多碼率刪余巻積編碼、比特交織、碼元調(diào)制、星座旋轉(zhuǎn)后進一步在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊；單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器對輸入數(shù)據(jù)比特流進行多碼率刪余巻積編碼的編碼率為l/4、l/2、5/8、3/4和7/8中的一個；單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)比特流經(jīng)多碼率刪余巻積編碼后的比特交織采用隨機交織方式；單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)比特流經(jīng)多碼率刪余巻積編碼、比特交織后的碼元調(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；QPSK碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為22. 5度，16QAM碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為11. 25度，64QAM碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為5. 626度，256QAM碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為2. 8125度；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比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度(符號個數(shù))為K)，并調(diào)整各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機都在同一時間對空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進行處理；單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端的信號幀中具有周期性的時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊；單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端的訓(xùn)練序列的長度X為512、1024、2048中的一個，相對應(yīng)的FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度K(子載波數(shù))分別為2048、4096、8192，相對應(yīng)的子載波的頻率間隔分別為4KHz、2KHz、 lKHz，相對應(yīng)的循環(huán)前綴長度C分別為FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊長度K大小的1/4、1/8、1/16 ;單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端的訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列由一系列的l或l組成，具有偽隨機特性；單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端的訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列相互之間具有正交性；單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端的各個不同的業(yè)務(wù)指標(biāo)序列包含著并且唯一表達著無線多媒體廣播發(fā)射機的各系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)模式信息；單頻網(wǎng)接收機端接收處理單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機所發(fā)送的信號。 本發(fā)明的特點 本發(fā)明是一種空域時域頻域混合的單頻網(wǎng)抗干擾信號分集傳輸方案。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)換成數(shù)據(jù)比特流；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)多碼率刪余巻積編碼、比特交織、碼元調(diào)制、星座旋轉(zhuǎn)后進一步在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊；單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器對輸入數(shù)據(jù)比特流采用比特交織編碼調(diào)制及星座旋轉(zhuǎn)處理提高了分集階數(shù)，使得通信系統(tǒng)在干擾環(huán)境背景下具有好的誤碼特性。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比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度(符號個數(shù))為K)，并調(diào)整各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機都在同一時間對空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進行處理。單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端的信號幀中具有周期性的時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊，單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端的訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列具有偽隨機特性，單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端的訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列相互之間具有正交性，單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端的時域嵌入訓(xùn)練序列比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊是由時域的離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊、時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊直接疊加而形成的，這些保證了單頻網(wǎng)中的無線多媒體廣播接收機端可以實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的幀同步、頻率同步、時間同步、信道傳輸特性估計、以及對相位噪聲和信道傳輸特性進行可靠跟蹤。單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端將循環(huán)前綴作為保護間隔插入時域嵌入訓(xùn)練序列比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊以形成信號幀，可以減少相鄰信號幀之間的干擾影響。單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機端的各個不同的業(yè)務(wù)指標(biāo)序列包含著并且唯一表達著單頻網(wǎng)無線多媒體廣播發(fā)射機的各系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)模式信息，可以使得無線多媒體廣播傳輸系統(tǒng)能夠提供無償電視廣播、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)，滿足社會需求。單頻網(wǎng)接收機端接收處理單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機所發(fā)送的信號。本發(fā)明的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法具有接收同步時間短、時鐘抖動小、抗單頻網(wǎng)無線多媒體廣播傳輸環(huán)境背景干擾、可以提供大范圍的單頻網(wǎng)高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視無線廣播傳輸?shù)戎T多優(yōu)點。


圖1是按照本發(fā)明的一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法的發(fā)射機和接收機間信號傳輸?shù)膶嵤├疽鈭D。 圖2是按照本發(fā)明的一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法的發(fā)射機和接收機間信號傳輸過程中信號幀形成的實施例示意圖。 圖3是按照本發(fā)明的一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法的無線多媒體廣播發(fā)射機端的QPSK碼元調(diào)制、16QAM碼元調(diào)制的星座旋轉(zhuǎn)方法的實施例示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細(xì)描述。 按照本發(fā)明提出的一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法的發(fā)射機和接收機間信號傳輸(假設(shè)單頻網(wǎng)中有N個發(fā)射機)的實施例，如圖l所示，無線多媒體廣播信號在單頻網(wǎng)的無線多媒體廣播發(fā)射機端經(jīng)如下步驟發(fā)送至空中無線信道并由接收機端接收處理無線多媒體廣播發(fā)射機端所發(fā)送的信號 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)多碼率刪余巻積編碼(單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器對輸入數(shù)據(jù)比特流進行多碼率刪余巻積編碼的編碼率為1/4、1/2、5/8、3/4和7/8中的一個)、比特交織(單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)比特流經(jīng)多碼率刪余巻積編碼后的比特交織采用隨機交織方式)、碼元調(diào)制(單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)比特流經(jīng)多碼率刪余巻積編碼、比特交織后的碼元調(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)、星座旋轉(zhuǎn)(QPSK碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為22. 5度，16QAM碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為11. 25度，64QAM碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為5. 626度，256QAM碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為2. 8125度)后進一步在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度(符號個數(shù))為K ;當(dāng)X取512時，相對應(yīng)的FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度K(子載波數(shù))取2048，相對應(yīng)的子載波的頻率間隔取4KHz ;當(dāng)X取1024時，相對應(yīng)的FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度K(子載波數(shù))取4096，相對應(yīng)的子載波的頻率間隔取2KHz ;當(dāng)X取2048時，相對應(yīng)的FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度K(子載波數(shù))取8192，相對應(yīng)的子載波的頻率間隔取lKHz);
3)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比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度(符號個數(shù))為K)，并調(diào)整各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機都在同一時間對空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進行處理； 4)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機采用IFFT(快速離散傅立葉反變換)將空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊； 5)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將訓(xùn)練序列作為復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的實部序列、將業(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， X取512、1024、2048中的一個); 6)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將在時域上構(gòu)成的復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣值塊在時域上連續(xù)重復(fù)4次形成時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊(時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊的長度為K，K二4XX); 7)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將空頻調(diào)制時域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊、時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊直接疊加形成空頻調(diào)制時域嵌入訓(xùn)練序列比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，作為幀體； 8)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將循環(huán)前綴(循環(huán)前綴的長度為C ;當(dāng)X取512時，相對應(yīng)的C取FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊長度K大小的1/4 ;當(dāng)X取1024時，相對應(yīng)的C取FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊長度K大小的1/8 ;當(dāng)X取2048時，相對應(yīng)的C取FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊長度K大小的1/16)作為保護間隔(幀頭)插入空頻調(diào)制時域嵌入訓(xùn)練序列比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(幀體)，以形成信號幀；
9)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(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)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將基帶信號上變頻至載波上形成射頻信號發(fā)射到空中無線信道； 11)單頻網(wǎng)中的接收機端接收處理單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機所發(fā)送的信號。 按照本發(fā)明的一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法的發(fā)射機和接收機間信號傳輸過程中信號幀形成(假設(shè)單頻網(wǎng)中有N個發(fā)射機)的實施例，如圖2所示，具體實施如下 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)換成數(shù)據(jù)比特流。
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)多碼率刪余巻積編碼、比特交織、碼元調(diào)制、星座旋轉(zhuǎn)后進一步在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊。
單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機的FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊由子載波組成。FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度(符號個數(shù))為K;當(dāng)X取512時，相對應(yīng)的FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度K(子載波數(shù))取2048，相對應(yīng)的子載波的頻率間隔取4KHz ;當(dāng)X取1024時，相對應(yīng)的FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度K(子載波數(shù))取4096，相對應(yīng)的子載波的頻率間隔取2KHz ;當(dāng)X取2048時，相對應(yīng)的FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度K(子載波數(shù))取8192，相對應(yīng)的子載波的頻率間隔取lKHz。
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比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，并調(diào)整各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機都在同一時間對空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進行處理。
單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機采用IFFT(快速離散傅立葉反變換)將空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊。 單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將訓(xùn)練序列作為復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的實部序
列、將業(yè)務(wù)指標(biāo)序列作為復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的虛部序列，在時域上構(gòu)成復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣
值塊，再在時域上將其連續(xù)重復(fù)4次形成時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊。 單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機的訓(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都為X， X取512、1024、2048中的一個，時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值
塊的長度為K，K = 4 XX。 作為單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機的訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列由一系列的1或-1組成，具有偽隨機特性，訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列相互之間具有正交性。滿足上述特征的訓(xùn)練序列可由作為偽隨機數(shù)序列的一種特殊類型的一組移位m序列和作為正交序列的沃爾什序列、哈達瑪序列或由其他方式產(chǎn)生的正交序列實現(xiàn)。 單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機的各個不同的業(yè)務(wù)指標(biāo)序列包含著并且
唯一表達著單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機的各系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)模式信息。 單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將空頻調(diào)制時域離散比特交織編碼調(diào)制
數(shù)據(jù)樣值塊、時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊直接疊加形成空頻調(diào)制時域嵌入訓(xùn)練序列比特
交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，作為幀體；在空頻調(diào)制時域嵌入訓(xùn)練序列比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊
中插入循環(huán)前綴作為保護間隔，形成信號幀。 單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機的作為保護間隔的循環(huán)前綴的長度為C ;當(dāng)X取512時，相對應(yīng)的C取FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊長度K大小的1/4 ;當(dāng)X取1024時，相對應(yīng)的C取FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊長度K大小的1/8 ;當(dāng)X取2048時，相對應(yīng)的C取FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊長度K大小的1/16。 單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機采用平方根升余弦滾降濾波器對信號幀的信號進行脈沖成形。當(dāng)X取512時，相對應(yīng)的對信號幀的信號進行脈沖成形的平方根升余弦滾降濾波器的滾降系數(shù)取0. 1 ;當(dāng)X取1024時，相對應(yīng)的對信號幀的信號進行脈沖成形的平方根升余弦滾降濾波器的滾降系數(shù)取0. 05 ;當(dāng)X取2048時，相對應(yīng)的對信號幀的信號進行脈沖成形的平方根升余弦滾降濾波器的滾降系數(shù)取0. 025。 單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將基帶信號上變頻至載波上形成射頻信
11號發(fā)射到空中無線信道。 單頻網(wǎng)中的接收機端接收處理單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機所發(fā)送的信號。 按照本發(fā)明提出的一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法的無線多媒體廣播發(fā)射機端的QPSK碼元調(diào)制、16QAM碼元調(diào)制的星座旋轉(zhuǎn)方法的實施例，如圖3所示，無線多媒體廣播發(fā)射機端的QPSK碼元調(diào)制、16QAM碼元調(diào)制的碼元星座圖映射方式采用格雷碼映射；QPSK碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為22. 5度，16QAM碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為11.25度。 上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不局限于上述實施例，在不脫離本申請的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可作出各種修改或改型。
權(quán)利要求
一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于無線多媒體廣播信號在單頻網(wǎng)的無線多媒體廣播發(fā)射機經(jīng)如下步驟發(fā)送至空中無線信道并由接收機端接收處理無線多媒體廣播發(fā)射機端所發(fā)送的信號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)多碼率刪余卷積編碼、比特交織、碼元調(diào)制、星座旋轉(zhuǎn)后進一步在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度(符號個數(shù))為K)；3)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比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度(符號個數(shù))為K)，并調(diào)整各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機都在同一時間對空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進行處理；4)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機采用IFFT(快速離散傅立葉反變換)將空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊；5)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將訓(xùn)練序列作為復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的實部序列、將業(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)；6)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將在時域上構(gòu)成的復(fù)數(shù)訓(xùn)練序列的離散樣值塊在時域上連續(xù)重復(fù)4次形成時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊(時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊的長度為K，K＝4×X)；7)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將空頻調(diào)制時域離散比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)樣值塊、時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊直接疊加形成空頻調(diào)制時域嵌入訓(xùn)練序列比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊，作為幀體；8)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將循環(huán)前綴(循環(huán)前綴的長度為C)作為保護間隔(幀頭)插入空頻調(diào)制時域嵌入訓(xùn)練序列比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(幀體)，以形成信號幀；9)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(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)單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機將基帶信號上變頻至載波上形成射頻信號發(fā)射到空中無線信道；11)單頻網(wǎng)中的接收機端接收處理單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機所發(fā)送的信號。
2. 按權(quán)利要求1的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于所 述單頻網(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)換成數(shù)據(jù)比特流。
3. 按權(quán)利要求1的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于所 述單頻網(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)多碼率刪余巻積編碼、比特交織、碼元調(diào) 制、星座旋轉(zhuǎn)后進一步在頻域上形成FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊。
4. 按權(quán)利要求1和權(quán)利要求3的一種抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于所述單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器對輸入數(shù)據(jù)比特流進行多碼率刪余巻積編碼的編碼率為 l/4、l/2、5/8、3/4和7/8中的一個。
5. 按權(quán)利要求1和權(quán)利要求3的一種抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在 于所述單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)比特流經(jīng)多碼率刪余巻積編碼后的比特交織采用 隨機交織方式
6. 按權(quán)利要求1和權(quán)利要求3的一種抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在 于所述單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)比特流經(jīng)多碼率刪余巻積編碼、比特交織后的碼 元調(diào)制為QPSK、16QAM、64QAM、和256QAM中的一種。
7. 按權(quán)利要求1、權(quán)利要求3和權(quán)利要求6的一種抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方 法，其特征在于所述單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)比特流經(jīng)多碼率刪余巻積編碼、比特 交織后的碼元調(diào)制的碼元星座圖映射方式采用格雷碼映射。
8. 按權(quán)利要求1、權(quán)利要求3和權(quán)利要求6的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號 傳輸方法，其特征在于所述單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器對輸入數(shù)據(jù)比特流進行多碼率刪余 巻積編碼、比特交織、碼元調(diào)制后而進行的星座旋轉(zhuǎn)采用如下星座旋轉(zhuǎn)角度，QPSK碼元星座 的星座旋轉(zhuǎn)角度為22. 5度，16QAM碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為11. 25度，64QAM碼元星座的 星座旋轉(zhuǎn)角度為5. 626度，256QAM碼元星座的星座旋轉(zhuǎn)角度為2. 8125度。
9. 按權(quán)利要求1和權(quán)利要求3的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其 特征在于所述單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器的FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊由子載波組成； 當(dāng)X取512時，子載波數(shù)K取2048 ;當(dāng)X取1024時，子載波數(shù)K取4096 ;當(dāng)X取2048時，子 載波數(shù)K取8192。
10. 按權(quán)利要求1、權(quán)利要求3和權(quán)利要求9的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號 傳輸方法，其特征在于所述單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器的FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊由 子載波組成，當(dāng)X取512時，子載波的頻率間隔取4KHz ;當(dāng)X取1024時，子載波的頻率間隔 取2KHz ;當(dāng)X取2048時，子載波的頻率間隔取lKHz。
11. 按權(quán)利要求l的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于所 述單頻網(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比特交織編 碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT比 特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊(空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊的長度(符號個數(shù))為 K)，并調(diào)整各個無線多媒體廣播發(fā)射機支路的時間同步以保證網(wǎng)絡(luò)中的所有發(fā)射機都在同 一時間對空頻調(diào)制FFT比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊進行處理。
12. 按權(quán)利要求1的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于所 述單頻網(wǎng)無線多媒體廣播發(fā)射機的訓(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。
13. 按權(quán)利要求12的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于 所述單頻網(wǎng)無線多媒體廣播發(fā)射機的訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列具有偽隨機特性。
14. 按權(quán)利要求12的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于 所述單頻網(wǎng)無線多媒體廣播發(fā)射機的訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列相互之間具有正交性。
15. 按權(quán)利要求l的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于所 述所述單頻網(wǎng)無線多媒體廣播發(fā)射機的信號幀由循環(huán)前綴插入到時域嵌入訓(xùn)練序列比特交織編碼調(diào)制數(shù)據(jù)塊而形成。
16. 按權(quán)利要求l的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于所 述單頻網(wǎng)無線多媒體廣播發(fā)射機的循環(huán)前綴的長度為C ;當(dāng)X取512時，C取K大小的1/4 ; 當(dāng)X取1024時，C取K大小的1/8 ;當(dāng)X取2048時，C取K大小的1/16。
17. 按權(quán)利要求l的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于所 述單頻網(wǎng)無線多媒體廣播發(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。
18. 按權(quán)利要求1的一種抗干擾單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法，其特征在于所述單頻網(wǎng)中的接收機端接收處理單頻網(wǎng)中的各個無線多媒體廣播發(fā)射機所發(fā)送的信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單頻網(wǎng)抗干擾無線多媒體廣播信號傳輸方法。在發(fā)明的單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法中，無線多媒體廣播信號在單頻網(wǎng)無線多媒體廣播發(fā)射機多媒體數(shù)據(jù)流經(jīng)中心數(shù)據(jù)管理器處理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理器比特流多碼率刪余卷積編碼、比特交織、碼元調(diào)制、星座旋轉(zhuǎn)、空頻編碼調(diào)制、時域離散數(shù)據(jù)樣值塊與時域嵌入訓(xùn)練序列離散樣值塊疊加成幀、脈沖成形、上變頻至載波上形成射頻信號發(fā)射到空中無線信道并由接收機端接收處理單頻網(wǎng)無線多媒體廣播發(fā)射機所發(fā)送的信號。該單頻網(wǎng)無線多媒體廣播信號傳輸方法具有接收同步時間短、抗環(huán)境背景干擾、可控大范圍單頻網(wǎng)多業(yè)務(wù)等優(yōu)點。
文檔編號H04L27/26GK101778085SQ201010116900
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3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)