基于疊加編碼的信令編碼調制方法及解調譯碼方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于疊加編碼的信令編碼調制方法及信令解調譯碼方法,其特征在于，包括以下步驟：信令信號的前MH個元素是通過高級信令信號和低級信令信號相正交疊加得到的，而后部ML-MH個元素直接采用低級信令信號，在發(fā)送端中低級信令信號的前段部采用能與高級信令信號的元素相正交疊加的一維調制方式，接收端利用預定分離規(guī)則可分離出與前MH個元素相對應的高級信令信號和第一部分低級信令信號，通過由高級信令信號解析出的低級信號的比特數和編碼解調方式，再與提取出的第二部分低級信令信號進行拼接組合譯碼得到低級信令，因此不需要重構高級信令信號又再將其消除即可分離、再拼接譯碼實現對低級信令的解調譯碼，有效地降低復雜度。
【專利說明】
基于疊加編碼的信令編碼調制方法及解調譚碼方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及編碼傳輸領域，特別設及一種基于疊加編碼的信令編碼調制方法及解 調譯碼方法。
【背景技術】
[0002] 隨著業(yè)務運營的要求越來越高，在需要同時廣播不同服務質量（QoS)的業(yè)務的場 景下，疊加編碼（supe巧osition coding)是一種有效提高總體信道容量的技術。
[0003] 疊加編碼技術的通常應用為：在發(fā)射端的調制編碼方法為，首先對有不同服務質 量的若干個業(yè)務分別進行編碼調制，然后給運若干個經過編碼調制的信號分別乘W不同的 功率因子，最后疊加在一起。相對應的，在接收端的解調譯碼方法為，首先將具有最大功率 因子的那一層信號視為數據，而將其他層信號視為噪聲，因而先對具有最大功率因子的一 層進行解調譯碼，得出其信息比特，隨后恢復出運一層經過編碼調制的信號，再將所恢復出 的信號其從接收到的信號中減去，運樣就得到了除了具有最大功率因子的那一層信號之外 的其他所有層的信號的疊加。W此類推，就可W對所有層的信號進行解調譯碼。
[0004] 所W，疊加編碼技術在實際應用中存在著如下限制： 陽〇化]為了對某一層業(yè)務進行解調譯碼，接收端必須首先對功率因子大于該層業(yè)務的所 有業(yè)務進行解調、譯碼和消除，隨之而來引起了進一步的問題，也就是，針對大于該層的所 有業(yè)務信號的重構和消除步驟，顯然增加了額外復雜度。
[0006] 另外，在現有DVB-T2標準中，廣播業(yè)務是由一個個DVB-T2帖來承載的。而每一個 DVB-T2帖都包含有信令信號W指示其承載的業(yè)務的參數。DVB-T2采用了分級的信令結構， 每個DVB-T2帖包含前導信令P1、高級信令Ll-Pre和低級信令Ll-Post。前導信令包含了 接收端為了成功對高級信令進行解調譯碼所必須的信息，而前導信令與高級信令包含了接 收端為了成功對低級信令進行解調譯碼所必須的信息。針對運高級信令Ll-Pre和低級信 令Ll-Post的編碼，現有的處理方法僅是將運二者進行直接地順次拼接，并且由于高級信 令Ll-Pre需要極低的接收口限因而會較固定地采用類似BPSK的一維調制方式，存在著運 樣一種前提條件，然而已有技術中卻忽略了，從未考慮利用運前提條件來減少復雜度。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明解決的問題是：現有高級信令和低級信令的疊加編碼方式忽略了高級信令 會較固定地采用一維調制方式運樣一種前提條件，那么，在為了對某一層業(yè)務進行解調譯 碼時針對大于該層的所有業(yè)務信號的重構和消除步驟，會顯然增加額外的復雜度。
[0008] 為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供了一種基于疊加編碼的信令編碼調制方法， 物理帖中承載有高級信令1?和低級信令b U其特征在于，包括W下步驟：將對高級信令1? 和低級信令K分別編碼調制而得到的高級信令信號S Η和低級信令信號S d安照預定疊加公
巧行疊加編碼，α Η與α ,為預定功率因子，得到包含 1^個復數的信令信號S=U 'g'V ] ^及將信令信號8與其他信令^及數據信號進 行組合并調制，得到物理帖的基帶波形，其中，高級信令信號為Μη個元素的實數序列，均采 用一維調制方式，低級信令信號為Μ,個元素的復數序列，被分成前Μ Η個為實數的前段部和 后個為復數的后段部，前段部采用能與高級信令信號的元素相正交疊加的一維調制 方式，高級信令包含：用于指示低級信令的比特數的低級長度指示字段；用于指示前段部 的調制方式的前段調制指示字段；和用于指示后段部的調制方式的后段調制指示字段。
[0009] 可選的，物理帖中還含有用于指示高級信令1?和低級信令W是否進行疊加編碼的 畳加指不字段Ssp。
[0010] 可選的，當物理帖承載有前導信令并且疊加指示字段Ssp被設置在該前導信令中 時，則高級信令信號在未進行疊加編碼情況下和在進行疊加編碼情況下的編碼調制方式可 相同或可不同。
[0011] 可選的，當物理帖未承載有前導信令時或者當物理帖承載有前導信令但疊加指示 字段Ssp未被設置在前導信令中時，則疊加指示字段S SP被設置在高級信令中且高級信令信 號在未進行疊加編碼情況下和在進行疊加編碼情況下一定采用相同編碼調制方式。
[0012] 可選的，高級信令信號具有的長度、調制方式是固定的；前段部所具有的長度是基 于高級信令信號而固定，所具有的一維調制方式的具體階數由低級信令信號的比特數和口 限值來確定，后段部所具有的長度、調制方式是可變的，該后段部采用的調制方式與前段部 的可相同或不相同。
[0013] 可選的，低級信令信號的前段部所采用的一維調制方式和高級信令信號所采用的 一維調制方式是W下：互相正交疊加的BPSK和BPSK、BPSK和4PAM、BPSK和8PAM W及BPSK 和16PAM中任意一個組合。
[0014] 可選的，當后段部所采用的調制方式與前段部不相同時，則后段部采用二維調制 方式。
[0015] 本發(fā)明實施例還提供了一種基于疊加編碼的信令解調譯碼方法，其特征在于，包 括W下步驟：從上述信令編碼調制方法的基帶波形中提取出與信令信號中前Μη個元素相 對應的第一部分信令信號和相應的第一信道信息W及第一噪聲方差估計值；將第一部 分信令信號、第一信道信息和第一噪聲方差估計值按照預定分離規(guī)則分離為分別與前Μη個 元素相對應的高級信令信號和第一部分低級信令信號；將高級信令信號解映射為相對應的 高級對數擬然比化向，再譯碼得到高級信令；將所分離得到的第一部分低級信令信號和第 一信道信息、第一噪聲方差估計值進行解映射為第一對數似然比1^￡超^ ;從高級信令中獲 得的低級信令的比特數Μ,和編碼調制方式；從上述信令編碼調制方法的基帶波形中提取 出與信令信號的后11~]\1[)個兀素相 對應的第二部分信令信號和相應的第二信道信息W 及第二噪聲方差估計值；將第二部分信令信號、第二信道信息和第二噪聲方差估計值進行 解映射，得到第二對數似然比IX巧W ;將所得的第一對數似然比。:皆 > 和第二對數似然比 ￡去度f進行拼接，得到組合對數似然比化Rt; W及對組合對數似然比化R t進行譯碼得到低 級信令K。
[0016] 可選的，預定分離規(guī)則為：針對所提取出的第一部分信令信號苗中第1^個元素裝、 第一信道信息h,中第k個元素 h k、和第一噪聲方差估計值中第k個元素，第一部分信 令信號中的噪聲部分郵表示為心將hi；乘W義得到
[0020] 可分離開與前Μη個元素相對應的高級信令信號SHik和第一部分低級信令信號s^k。
[0021] 與現有技術相比，本發(fā)明技術方案具有W下有益效果：
[0022] 根據本發(fā)明所設及的基于疊加編碼的信令編碼調制方法及解調譯碼方法，因為發(fā) 送端按照預定疊加編碼公式進行疊加編碼能有效地提高頻譜效率，且進一步的有益效果 是，由于信令信號的前Μη個元素是通過高級信令信號和低級信令信號相正交疊加得到的， 而后部個元素直接采用低級信令信號，在發(fā)送端中低級信令信號的前段部采用能與 高級信令信號的元素相正交疊加的一維調制方式，在接收端中則利用預定分離規(guī)則可較直 接簡單地分離出與前Μη個元素相對應的高級信令信號和用于低級信令信號的第一部分低 級信令信號，通過由高級信令信號解析出的低級信號的比特數和編碼解調方式，再與提取 出的第二部分低級信令信號進行拼接組合譯碼得到低級信令，因此，在此過程中，接收端不 需要重構高級信令信號然后又轉而再將其消除就可W直接分離、再拼接譯碼實現對低級信 令的解調譯碼，大大有效地降低了復雜度。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明的【具體實施方式】中基于疊加編碼的信令編碼調制方法的流程示意 圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明的【具體實施方式】中發(fā)射端的信令編碼調制的示意框圖；
[00巧]圖3(a)是本發(fā)明的【具體實施方式】的物理帖中高級信令信號和模式一下低級信令 信號的疊加結構示意圖；
[00%] 圖3(b)是本發(fā)明的【具體實施方式】的物理帖中高級信令信號和模式二下低級信令 信號的疊加結構示意圖；
[0027] 圖3(c)是本發(fā)明的【具體實施方式】的物理帖中高級信令信號和模式Ξ下低級信令 信號的疊加結構示意圖；
[0028] 圖4(a)是本發(fā)明的【具體實施方式】中存在前導信令情況下采用疊加編碼時高級信 令信號和低級信令信號的結構示意圖；
[0029] 圖4(b)是本發(fā)明的【具體實施方式】中存在前導信令情況下不采用疊加編碼時高級 信令信號和低級信令信號的結構示意圖；
[0030] 圖5(a)是本發(fā)明的【具體實施方式】中不存在前導信令情況下采用疊加編碼時高級 信令信號和低級信令信號的結構示意圖；
[0031] 圖5(b)是本發(fā)明的【具體實施方式】中不存在前導信令情況下不采用疊加編碼時高 級信令信號和低級信令信號的結構示意圖；
[0032] 圖6是本發(fā)明的【具體實施方式】中基于疊加編碼的信令解調譯碼方法的流程示意 圖；化及
[0033] 圖7是本發(fā)明的【具體實施方式】中接收端的信令編解調譯碼的示意框圖。
【具體實施方式】
[0034] 發(fā)明人發(fā)現現有技術中，現有高級信令和低級信令的疊加編碼方式忽略了高級信 令會較固定地采用一維調制方式運樣一種前提條件，那么，在為了對某一層業(yè)務進行解調 譯碼時針對大于該層的所有業(yè)務信號的重構和消除步驟，會顯然增加額外的復雜度。
[0035] 針對上述問題，發(fā)明人經過研究，提供了一種基于疊加編碼的信令編碼調制方法 及解調譯碼方法，由于信令信號的前Μη個元素是通過高級信令信號和低級信令信號相正 交疊加得到的，而后部個元素直接采用低級信令信號，在發(fā)送端中低級信令信號的前 段部采用能與高級信令信號的元素相正交疊加的一維調制方式，在接收端中則利用預定分 離規(guī)則可較直接簡單地分離出與前Μη個元素相對應的高級信令信號和用于低級信令信號 的第一部分低級信令信號，通過由高級信令信號解析出的低級信號的比特數和編碼解調方 式，再與提取出的第二部分低級信令信號進行拼接組合譯碼得到低級信令，因此，在此過程 中，接收端不需要重構高級信令信號然后又轉而再將其消除就可W直接分離、再拼接譯碼 實現對低級信令的解調譯碼，大大有效地降低了復雜度。
[0036] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0037] 本發(fā)明實施例提供了一種基于疊加編碼的信令編碼調制方法。如圖1所示是本發(fā) 明的【具體實施方式】中信令編碼調制方法的流程示意圖。
[0038] 參考圖1，基于疊加編碼的信令編碼調制方法，每一個物理帖（例如DVB-T2系統(tǒng)中 的DVB-T2帖）中都需要承載有一組高級信令及一組低級信令b ^該信令的編碼調制 方法包括如下步驟：
[0039] 步驟S11 :對高級信令1?和低級信令lu分別編碼調制得到的高級信令信號 Sh和低級信令信號，再將該高級信令信號S Η和該低級信令信號S,按照預定疊加公式
生行疊加編碼，其中，與α ,為預定功率因子，α Η 與曰^之間滿足α ^-定大于α ,且
的關系，得到包含Μ,個復數的信令信號 8 = [8。，3,，...，8"廣1];^及
[0040] 步驟S12 :將信令信號S與其他信令W及數據信號進行組合并調制，得到物理帖的 基帶波形。
[0041] 其中，高級信令信號為Μη個元素的實數序列，均采用一維調制方式。
[0042] 低級信令信號為Μ,個元素的復數序列，該低級信令信號被分成前Μη個為實數的前 段部和后Μ,-Μη個為復數的后段部，前段部采用能與高級信令信號的元素相正交疊加的一 維調制方式。
[0043] 在該信令編碼調制方法中，低級信令Κ至少包含：物理帖所承載的每個業(yè)務（例 如DVB-T2系統(tǒng)中的PL巧所分別采用的編碼調制方式。
[0044] 高級信令1?包含：用于指示低級信令的比特數的低級長度指示字段；用于指示所 述前段部的調制方式的前段調制指示字段；和用于指示所述后段部的調制方式的后段調制 指示字段。
[0045] 本方法僅適用于Μ j勺情況，也就是，高級信令信號S Η中的元素數量Μ Η小于等 于低級信令信號31^中的元素數量11^。
[0046] 圖2是本發(fā)明的【具體實施方式】中發(fā)射端的信令編碼調制的示意框圖。
[0047] 如圖2所示，針對分級信令結構中的高級信令和低級信令，分別進行編碼調制后， 再將所得到高級信令信號和低級信令信號按照預定疊加編碼規(guī)則進行疊加編碼得到信令 信號，進一步地，將信令信號與其他信令W及數據信號進行組合并調制，得到物理帖的基帶 波形。
[0048] 圖3(a)、圖3化）W及圖3(c)分別是本發(fā)明的【具體實施方式】的物理帖中高級信令 信號和分別在模式一下、模式二下W及模式Ξ下的低級信令信號的疊加結構示意圖。
[0049] 由圖3可知，信令信號通過高級信令信號和低級信令信號按照預定疊加公式而形 成，前Μη個元素是通過高級信令信號和低級信令信號相正交疊加得到的，而后部Μ 個元 素則是直接采用低級信令信號。
[0050] 高級信令信號具有的長度、調制方式，相對來說均是較固定的，例如本實施例中采 用BPSK -維調制方式W及編碼為2200長度。
[0051] 通過圖3(a)、圖3(b) W及圖3(c)進一步觀察可知，低級信令信號被分為了前段部 和后段部，該前段部和后段部在圖中分別利用"低級信令信號Α"和"低級信令信號Β"來表 /J、- 〇
[0052] 針對低級信令信號中前段部即"低級信令信號Α"，所具有的長度是基于高級信令 信號而固定，而該前段部的調制方式采用的是相正交疊加的一維調制方式，那該一維調制 方式的具體階數是基于低級信令信號的比特數、Π 限值來確定的，例如采用BPSK或4ΡΑΜ或 8ΡΑΜ 或 16ΡΑΜ。
[0053] 針對低級信令信號中后段部即"低級信令信號Β"，所具有的長度、調制方式是可變 的，該后段部采用的調制方式與前段部的調制方式可W相同，也可W不相同。
[0054] 當后段部所采用的調制方式與前段部相同時，則后段部也采用與前段部相一致的 一維調制方式。 陽化5] 當后段部所采用的調制方式與前段部不相同時，則后段部采用二維調制方式，本 實施例中，由圖3 (a)、圖3化）、圖3 (C)分別可知，該二維調制方式可W為QPSK或者16QAM 或者64QAM，本發(fā)明對具體階數不作限制。
[0056] 另外，在信號的比特數長度方面，由圖可知，低級信令信號的長度被為前段部長 度（如圖中所示〇《1^<Μη)加上后段部長度（如圖中所示Μη《1^<Μ^，也就是，將與高級 信令信號相對應一致的前段部長度2200個拼接加上后段部的長度，例如本實施例圖3 (a) 中50個/圖3 (b)中100個/圖3 (C)中200個。
[0057] 針對低級信令信號的前段部和高級信令信號之間的調制方式的組合關系，不僅僅 是例如圖3 (a)、圖3化）中的BPSK和BPSK及圖3 (C)中的BPSK和4PAM運Ξ種調制方式組 合情況，在本發(fā)明中，還可W是W下幾種情況：低級信令信號的前段部所采用的一維調制方 式和高級信令信號所采用的一維調制方式是W下：互相正交疊加的BPSK和BPSK、BPSK和 4PAM、BPSK和SPAM W及BPSK和16PAM中任意一個組合。作進一步解釋，當高級信令信號 采用BPSK或4PAM或8PAM或16PAM時，前段部可采用的相一致的也可采用不相一致的一維 調制方式，滿足相正交疊加的關系即可。
[0058] 物理帖中還含有疊加指示字段Ssp，該5^用于指示高級信令b l·l和低級信令b ^是否 采用上述如圖1所示的信令調制編碼方法進行疊加編碼。
[0059] 如圖4(a)給出了，物理帖中存在前導信令情況下采用疊加編碼時高級信令信號 和低級信令信號的結構情況。此時，高級信令信號和低級信令信號按照上述本實施例中的 信令疊加方法進行疊加，該疊加指示字段Ssp被設置在該前導信令中，另外，高級信令信號 的所采用的編碼調制方式利用表示。
[0060] 如圖4(b)給出了，物理帖中存在前導信令情況下不采用疊加編碼時高級信令信 號和低級信令信號的結構情況。此時，高級信令信號和低級信令信號進行直接順次拼接，該 疊加指示字段Ssp被設置在該前導信令中，另外，高級信令信號的所采用的編碼調制方式利 用Sh2表不。
[0061] 因而，結合圖4(a)和圖4(b)來看，當物理帖承載有前導信令并且疊加指示字段Ssp 被設置在該前導信令中時，則高級信令信號在未進行疊加編碼情況下和在進行疊加編碼情 況下的編碼調制方式可相同或可不同。
[0062] 圖5(a)給出了，物理帖中不存在前導信令情況下采用疊加編碼時高級信令信號 和低級信令信號的結構情況。此時，該疊加指示字段Ssp被設置在高級信令信號中，高級信 令信號的所采用的編碼調制方式利用Shs表示，高級信令信號和低級信令信號按照上述本 實施例中的信令疊加方法進行疊加。
[0063] 圖5(b)給出了，物理帖中不存在前導信令情況下不采用疊加編碼時高級信令信 號和低級信令信號的結構情況。此時，該疊加指示字段Ssp被設置在高級信令信號中，高級 信令信號的所采用的編碼調制方式利用Shs表示，而高級信令信號和低級信令信號進行直 接順次拼接。
[0064] 因而，結合圖5(a)和圖5(b)來看，當采用未進行疊加編碼和采用疊加編碼運兩 種方案中的高級信令信號^的編碼調制方式完全相同時，也可W將Ssp包含在高級信令中。 運樣，接收端可W通過對高級信令的解調譯碼與信令解析得到Ssp，再對低級信令進行解析。 總結概述的說就是，當物理帖未承載有前導信令時，則高級信令信號在未進行疊加編碼情 況下和在進行疊加編碼情況下一定采用相同編碼調制方式并且疊加指示字段Ssp被設置在 高級信令中。 W65] 除了圖4(a)4化），圖5(a)5(b)所示的四種情況，本實施例還提供一種圖中未顯示 的情況，就是，當物理帖承載有前導信令但疊加指示字段Ssp未被設置在前導信令中時，貝U 疊加指示字段Ssp就會被設置在高級信令中，運時，高級信令信號在未進行疊加編碼情況下 和在進行疊加編碼情況下一定采用相同編碼調制方式。
[0066] 需說明的是，在本發(fā)明中當可確定物理帖中僅傳輸未進行疊加編碼的高級信令、 低級信令，或者僅傳輸均進行疊加編碼的高級信令、低級信令時，物理帖中也可W不承載前 導信令，從而也就無需利用上述疊加指示字段Ssp來指示疊加編碼方式。
[0067] 本發(fā)明實施例還提供了一種基于疊加編碼的信令解調譯碼方法。圖6是本發(fā)明的
【具體實施方式】中用于接收端的基于疊加編碼的信令解調譯碼方法的流程示意圖。
[0068] 參考圖6,接收端的信令解調譯碼方法包括如下步驟：
[0069] 步驟S21 :從上述圖1、圖2所述的發(fā)送端所發(fā)送的基帶波形中，提取出與信令信號 S中前Μη個元素相一一對應的第一部分信令信號§4 =[?,,·?|，···，=?，Λ, I]和相應的第一信道信
W及第一噪聲方差估計值
其中，是對 隨機變量4 -Α,、,，（0《k < Μη)的方差的估計；
[0070] 步驟S22 :將第一部分信令信號、第一信道信息和第一噪聲方差估計值按照預定 分離規(guī)則分離為分別與前Μη個元素相對應的高級信令信號和第一部分低級信令信號；
[0071] 步驟S23 :將高級信令信號解映射為相對應的高級對數擬然比化向，再譯碼得到高 級信令；
[0072] 步驟S24 :將所分離得到的第一部分低級信令信號和第一信道信息、第一噪聲方 差估計值進行解映射為第一對數似然比;
[007引步驟S25 :從高級信令中獲得的低級信令的調制編碼參數，例如比特數Μ神編碼 調制方式；
[0074] 步驟S26 :從上述圖1所述的發(fā)送端所發(fā)送的基帶波形中，提取出與發(fā)射端的 信令信號S的后個元素相一一對應的第二部分信令信號
和相應的第二信道信息63=護、;..，111/,,||，~，11。，，]^及第二噪聲方差估計值
巧中，成是對隨機變量毎-/? (Μη《k < Μ L)的方差的估計； [00巧]步驟S27 :將第二部分信令信號、第二信道信息和第二噪聲方差估計值進行解映 射，得到第二對數似然比;
[0076] 步驟S28 :將所得的第一對數似然比為"和第二對數似然比進行拼接，得 到組合對數似然比化Rl;W及
[0077] 步驟S29 :對組合對數似然比UA進行譯碼得到低級信令b L。
[0078] 圖7是本發(fā)明的【具體實施方式】中信令解調譯碼的示意框圖。通過圖7對上述圖6 中的信令解調譯碼方法進行具體說明。
[0079] 如圖7所示，根據與信令信號S中前Μη個元素相一一對應，先提取第一部分信令 信號、第一信道信息W及第一方差估計值，按照預定分離規(guī)則分離出高級信令信號和第一 部分低級信令信號。
[0080] 對于分離得到第一部分低級信令信號的處理，是結合第一信道信息W及第一方差 估計值來進行解映射，得到第一對數擬然比。
[0081] 對于高級信令信號的處理，是將其進行解映射為圖中未顯示出的高級對數擬然比 后，再進行譯碼為高級信令。
[0082] 由于高級信令1?至少包含有：相應的低級信令的比特數與該低級信令所采用的調 制方式，所W據此可W得到低級信令信號中復數的數量由確定出從基帶波形中所 提取的后幾個元素的數量，從而提取出第二部分信令信號、第二信道信息W及第二方差估 計值，再進行解映射得到第二對數擬然比。
[0083] 將第一對數擬然比和第二對數擬然比進行拼接譯碼，得到低級信令。
[0084] 進一步的，圖6和圖7中所提及的預定分離規(guī)則的具體內容為：
[00化]針對所提取出的第一部分信令信號§4中第k個元素萬、，第一信道信息h,中第k個 元素 hk、和第一噪聲方差估計值中第1^個元素誠，第一部分信令信號^中的噪聲部分郵 表示為二及-/1此，將hk*乘W浪得到
[0090] 可分離開與前Μη個元素相對應的高級信令信號和第一部分低級信令信號s^k。
[0091] 下面結合具體參數數據來進一步描述本發(fā)明中實施例的技術方案。
[0092] <實施例一〉
[0093] 本實施例主要說明本發(fā)明中的疊加編碼在發(fā)射端與接收端如何實施。在本實施例 中，每個物理帖都會承載兩部分信令結構，分別為：高級信令和低級信令。
[0094] 高級信令所包含的比特個數是一定，為200比特的信息。高級信令通過LDPC編碼 生成2200比特的LDPC碼字。LDPC碼字通過BPSK調制為2200個實數Sh。因此，所相應生 成的高級信令信號^具有的長度、調制方式W及口限值也就是固定的，其中，Νη= 200，Μη = 2200。 陽〇巧]低級信令所包含的比特個數在每個物理帖中的情況是可變的，調制方式也是可變 的。不失一般性，我們僅舉如表1所示的3種模式情況。低級信令的比特個數Ν,在模式一 下為4(K)bit/在模式二下為5(K)bit/在模式Ξ下為8(K)bit，經過編碼調制為低級信令信號， 該低級信令信號的長度在模式一下為2250個/在模式二下為2300個在模式Ξ下為2400 個。
[0096] 表1 :低級信令信號的調制編碼參數
[0097]
陽〇9引從表1中可W看到，Sl的前Μ Η個元素的調制方式與Sl的后Μ l-Mh個元素的調制方 式不同。運樣的設計基于兩點考慮：第一點，?的前Μη個元素的調制方式必須是一維的，運 樣與Sh的一維元素才能正交疊加；第二點，由于?Π 的前Μη個元素與Sh疊加，而?Π 的后Μ^-Μη 個元素沒有疊加，因此為了達到最優(yōu)的頻譜效率，卸的前Μη個元素需要更魯棒，亦即更低階 的調制階數。
[0099] 將表1中所示的模式二與現有技術值VB-T2中將高低級信令直接拼接的方法）相 比，在高級信令信號與低級信令信號總共占用的符號數不變（2300個），且高級信令與低級 信令所傳輸的比特數不變（分別為20化it與50化it)的情況下，在AWGN信道下，本發(fā)明的 高級信令的接收口限與現有技術的接收口限幾乎相同，但低級信令的接收口限能降低1地 社。
[0100] 在本實施例中，針對高級信令的編碼調制模式，編碼方式為LDPC碼編碼、調制方 式為ΒΡ5Κ，Νη= 200，Μη= 2200,運些方式和數值是固定的。 陽101] 另外，圖中未顯示的，高級信令包含：用于指示低級信令的比特數的低級長度指 示字段本實施例中占13bit);用于指示所述前段部的調制方式的前段調制指示字段 SmCDI^^本實施例中占 Ibit);和用于指示所述后段部的調制方式的后段調制指示字段Smcd2_ ^本實施例中占化it)。 陽102]因而，就通過運些低級長度指示字段^前段調制指示字段及后段調制 指示字段Smcd2_^從高級信令^中解析出相應的低級信令的比特數與該低級信令所采用的 調制方式，再由確定出從基帶波形中所提取的后幾個元素的數量。 陽103] 在本實施例中，針對表1中低級信令Ξ種模式的編碼調制，下文將進行詳細描述。
[0104] 發(fā)射端對于高級信令，首先使200比特的高級信令1?經過LDPC編碼得到長度為 2200比特的LDPC碼字，然后通過BPSK映射將其映射為長度為2200的實數序列Sh，其中 BPSK的映射方法為將值為0的比特映射為實數1，將值為1的比特映射為實數-1。
[01化]發(fā)射端對于低級信令，當低級信令的編碼調制采用模式一時，首先使400比特 的低級信令經過LDPC編碼得到長度為2300比特的LDPC碼字。然后通過BPSK映射將 前2200個比特映射為2200個實數，將其后100個比特W 2個為一組分為50組比特元 組，再通過QPSK映射將運50組元組映射為50個復數，其中QPSK的映射方法為將值分別 為"00"、"01"、" 10"和"11"的比特元組映射為復數(1+y 、（―1牛句/怎和 (-1-οΛ/?。最后將運個2200個實數和50個復數拼接為長度為2250的序列Sl。 陽106] 當低級信令的編碼調制采用模式二時，首先使500比特的低級信令經過LDPC編碼 得到長度為2600比特的LDPC碼字。然后通過BPSK映射將前2200個比特映射為2200個 實數，將其后400個比特W 4個為一組分為100組比特元組，再通過16QAM映射將運100組 元組映射為100個復數。最后將運個2200個實數和100個復數拼接為長度為2300的序列 Sl 〇 陽107] 當低級信令的編碼調制采用模式Ξ時，首先使800比特的低級信令經過LDPC編碼 得到長度為5600比特的LDPC碼字。然后將前4400個比特2個為一組分為2200組比特元 組，再通過4PAM將其映射為2200個實數，其中4PAM的映射方法將值分別為"00 "、"0 rV'l 0 " 和"11"的比特元組映射為復數3/vS、1/V^、-3A/?巧-1/人。將其后1200個比特W 6個 為一組分為200組比特元組，再通過64QAM映射將運200組元組映射為200個復數。最后 將運個2200個實數和200個復數拼接為長度為2400的序列 陽108] 在模式一下，將Sh乘W α H= 0. 87和S L的前2200個元素乘W α L= 0. 49正交 相加，并將^余下的后幾個元素拼接到其后，最后得到信令信號S，并將其插入物理帖中。 W S中的第0個元素 S。為例，當高級信令的值為1而低級信令的值為0時，通過上述模式 一中BPSK進行比特映射，則實數卻,。=1而實數S ^。二-1，由上述預定疊加公式可知S。= 0. 87sh,〇+jO. 49sl,〇= 0. 87-jO. 49。再W S中的第2200個元素 S 2200為例，根據上述預定疊 加公式可知S22。。一 Sl, 2200。 陽109] 本實施例中，接收端的信令的解調譯碼方法，對其預定分離規(guī)則進行說明：
[0110] 從上述信令的編碼調制方法中基帶波形中提取出與信令信號中前Μη個元素相 一一對應的第一部分信令信號i巧相應的第一信道信息及第一噪聲方差估計值(Τ2、； 陽111] 將第一部分信令信號、第一信道信息h,和第一噪聲方差估計值按照預定分 離規(guī)則分離為分別與前Μη個元素相對應的高級信令信號和第一部分低級信令信號，
[0112] 具體地，化旨4中的第一個元素卸、hA中的第一個元素 h。和σ24中的第一個元素巧2 為例，我們將/V二再-馬齋是鳥中的噪聲部分，而詩是對其方差的估計，將1C乘W鳥得到
[0117] 順次相同原理地，對中后續(xù)第二個等其它元素、h,中的第二個等其它元素和 中的第二個等其它元素進行依次提取分離處理，在此省略重復的說明，就可通過、h,和 口 1簡單地分離開得到高級信令信號^。與第一部分低級信令信號S k。。
[0118] 那么高級信令的獲得，就通過分離得到的高級信令信號進行解映射譯碼。
[0119] 那么低級信令的獲得，如前所述，分解出中的與低級信令信號相關的第一部分 低級信令信號S,,。。根據第一部分低級信令信號S,,。和第一信道信息h A、第一噪聲方差估計 值磚進行解映射，得到第一對數似然比^ 11;
[0120] 根據由高級信令所解析到的低級信令的比特數Μ郝編碼調制方式，將提取的第二 部分信令信號第二信道信息he和第二噪聲方差估計值請進行解映射，得到第二對數似 然比￡Li?f ; 陽12U 將所得的第一對數似然比試嫣4和第二對數似然比^ /卸"進行拼接，得到組合對 數似然比化Rl;W及
[0122] 對組合對數似然比化町進行譯碼得到低級信令b ^ 陽123] 接下來,通過圖4 (a)和圖4化），王要說明如何利用自U導f目令來指不是否義用畳加 編碼。在本實施例中，每個物理帖都會承載Ξ部分信令結構，分別為：前導信令、高級信令和 低級信令。
[0124] 前導信令中包含了指示字段Ssp來指示高級信令和低級信令是否采用了疊加編 碼。高級信令始終包含200比特信息。
[01巧]在發(fā)射端，當不采用疊加編碼時，高級信令信號^的長度為1800，低級信令信號 將會直接拼接到Sh之后。當采用疊加編碼時，高級信令信號S Η的長度為2200,低級信令信 號^的前2200個符號會正交疊加到S Η上，而余下的符號會拼接到運2200個符號之后。 [01%] 在接收端，首先需要解析前導信令，從中得到疊加指示字段Ssp。
[0127] 當Ssp指示不采用疊加編碼時，首先從基帶信號中提取對應于發(fā)射端高級信令信 號^的1800個符號與信道信息，解調出高級信令by。然后從高級信令中獲得低級信令的 調制編碼信息并進一步提取與發(fā)射端的低級信令^相對應的符號與信道信息，最后解調出 低級信令K。
[0128] 當Ssp指示采用疊加編碼時，首先從基帶信號中提取對應于發(fā)射端信令信號S的前 2200個符號的符號與信道信息，解調出高級信令Ιν然后從高級信令中獲得低級信令的調 制編碼信息并進一步提取與發(fā)射端的低級信令^相對應的符號與信道信息，最后解調出低 級信令Κ。
[0129] 接下來，通過圖5(a)和圖5(b)主要說明如何利用高級信令指示是否采用疊加編 碼。在本實施例中，每個物理帖都會承載兩部分信令結構，分別為：高級信令和低級信令。
[0130] 高級信令中包含了指示字段Ssp來指示高級信令和低級信令是否采用了疊加編 碼。高級信令始終包含200比特信息。高級信令信號^的長度始終為2200。 陽131] 在發(fā)射端，當不采用疊加編碼時，低級信令信號^將會直接拼接到S Η之后。當采 用疊加編碼時，低級信令信號S,的前2200個符號會正交疊加到S Η上，而余下的符號會拼接 到運2200個符號之后。
[0132] 在接收端，首先從基帶信號中提取對應于發(fā)射端高級信令信號^的2200個符號 與信道信息，解調出高級信令然后從中獲得Ssp與低級信令的調制編碼信息，并提取與 發(fā)射端的低級信令S,相對應的符號與信道信息，最后解調出低級信令b,。
[0133] 本發(fā)明雖然已W較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域 技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可W利用上述掲示的方法和技術內容對本發(fā) 明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明 的技術實質對W上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案 的保護范圍。
【主權項】
1. 一種基于疊加編碼的信令編碼調制方法，物理幀中承載有高級信令b H和低級信令 其特征在于，包括以下步驟： 將對高級信令bH和低級信令b ^分別編碼調制而得到的高級信令信號s H和低級信令信 號&按照預定疊加公式t行疊加編碼，α "與為預 定功率因子，得到包含隊個復數的信令信號S = [sQ，Sl，…以及 將信令信號s與其他信令以及數據信號進行組合并調制，得到所述物理幀的基帶波 形， 其中，高級信令信號為ΜΗ個元素的實數序列，均采用一維調制方式， 低級信令信號為隊個元素的復數序列，被分成前Μ Η個為實數的前段部和后Μ 個為 復數的后段部， 所述前段部采用能與高級信令信號的元素相正交疊加的一維調制方式， 所述高級信令包含：用于指示低級信令的比特數的低級長度指示字段；用于指示所述 前段部的調制方式的前段調制指示字段；和用于指示所述后段部的調制方式的后段調制指 示字段。2. 如權利要求1所述的信令編碼調制方法，其特征在于： 其中，所述物理幀中還含有用于指示高級信令bH和低級信令W是否進行所述疊加編碼 的疊加指示字段Ssp。3. 如權利要求2所述的信令編碼調制方法，其特征在于： 其中，當所述物理幀承載有前導信令并且所述疊加指示字段Ssp被設置在該前導信令 中時，則高級信令信號在未進行疊加編碼情況下和在進行疊加編碼情況下的編碼調制方式 可相同或可不同。4. 如權利要求2所述的信令編碼調制方法，其特征在于： 其中，當所述物理幀未承載有前導信令時或者當物理幀承載有前導信令但所述疊加指 示字段Ssp未被設置在前導信令中時，則所述疊加指示字段S SP被設置在高級信令中且高級 信令信號在未進行疊加編碼情況下和在進行疊加編碼情況下一定采用相同編碼調制方式。5. 如權利要求1所述的信令編碼調制方法，其特征在于： 所述高級信令信號具有的長度、調制方式是固定的； 所述前段部所具有的長度是基于高級信令信號而固定，所具有的一維調制方式的具體 階數由低級信令信號的比特數和門限值來確定， 所述后段部所具有的長度、調制方式是可變的，該后段部采用的調制方式與所述前段 部的可相同或不相同。6. 如權利要求5所述的信令編碼調制方法，其特征在于： 其中，所述低級信令信號的前段部所采用的一維調制方式和所述高級信令信號所采用 的一維調制方式是以下： 互相正交疊加的BPSK和BPSK、BPSK和4PAM、BPSK和8PAM以及BPSK和16PAM中任意 一個組合。7. 如權利要求5所述的信令編碼調制方法，其特征在于： 其中，當所述后段部所采用的調制方式與所述前段部不相同時，則所述后段部采用二 維調制方式。8. -種基于疊加編碼的信令解調譯碼方法，其特征在于，包括以下步驟： 從權利要求1所述的基帶波形中提取出與信令信號中前MH個元素相一一對應的第一 部分信令信號和相應的第一信道信息以及第一噪聲方差估計值； 將第一部分信令信號、第一信道信息和第一噪聲方差估計值按照預定分離規(guī)則分離為 分別與所述前MH個元素相對應的高級信令信號和第一部分低級信令信號； 將高級信令信號解映射為相對應的高級對數擬然比LLRH，再譯碼得到高級信令； 將所分離得到的第一部分低級信令信號和第一信道信息、第一噪聲方差估計值進行解 映射為第一對數似然比^: 從高級信令中獲得的低級信令的比特數隊和編碼調制方式； 從權利要求1所述的基帶波形中提取出與信令信號的后隊-MH個元素相一一對應的第 二部分信令信號和相應的第二信道信息以及第二噪聲方差估計值； 將第二部分信令信號、第二信道信息和第二噪聲方差估計值進行解映射，得到第二對 數似然比 將所得的第一對數似然比^和第二對數似然比進行拼接，得到組合對數似 然比LIA;以及 對組合對數似然比LL&進行譯碼得到所述低級信令b p9. 如權利要求8所述的信令解調譯碼方法，其特征在于： 其中，所述預定分離規(guī)則為： 針對所提取出的所述第一部分信令信號I中第k個元素i、所述第一信道信息hA中第 k個元素hk、和所述第一噪聲方差估計值&中第k個元素 第一部分信令信號&中的噪 聲部分nk表示為= ,將h:乘以氣得到可分離開與所述前MH個元素相對應的所述高級信令信號sHik和所述第一部分低級信令 信號suk。
【文檔編號】H04N21/438GK105872605SQ201510029311
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月21日
【發(fā)明人】張文軍, 史毅俊, 何大治, 管云峰, 堯勇仕
【申請人】上海數字電視國家工程研究中心有限公司