專利名稱：一種手持電視系統中的信道交織方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于手持電視領域，尤其涉及手持電視系統中的信道交織方法及系統。
背景技術：
手持電視是通過移動終端收看電視節目，即通過移動網絡實現流媒體及其他數據的服務，可以極大豐富人們的日常生活及資訊交流。移動終端包括車載設備、筆記本電腦等各種手持終端等。
目前，實現手持電視業務的網絡系統主要有以下三種(1)基于傳統移動通信網絡，如碼分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、GSM演進增強數據速率(Enhanced Data rates for GSM Evolution，EDGE)、通用分組無線業務(General Packet Radio Service，GPRS)等單播系統；(2)基于衛星系統的單播或廣播系統，如衛星數字多媒體廣播系統(Satellite-Digital Multimedia Broadcasting，S-DMB)等；(3)基于移動廣播系統，如手持數字視頻廣播(Digital VideoBroadcasting-Handheld，DVB-H)、綜合業務數字廣播-地面傳輸(IntegratedServices Digital Broadcasting-Terrestrial，ISDB-T)等。
基于傳統移動通信網絡的手持電視系統的優點在于與現有系統兼容，不需要更換設備，可以很快地開展業務等。但由于手持電視業務所需的數據帶寬極大，而現有的2G～3G系統的頻譜資源相當有限，因此現有移動系統不能支持太多并發的手持電視業務，否則會導致網絡阻塞或癱瘓。
基于衛星單播或廣播的手持電視系統的優點在于只需幾顆衛星就可以覆蓋所有的區域，如果進行大范圍廣播，相應的總成本較低。但其布網周期較長，其室內覆蓋率也不足。
基于移動廣播網絡系統的手持電視系統可以使不同用戶在同一信道上同時收看相同的節目。與點對點的方案相比，大大節省了數據的傳輸量，使手持電視業務的廣泛開展成為可能。相關的測試及商業移動廣播網絡系統有DVB-H、MediaFlow等。
如圖1所示，在手持電視系統中，需要采用時間分片技術實現數據流的傳輸，即將同一節目的數據集中到一起，在很短的時間內占用全部帶寬以突發脈沖的形式進行發送，其他時間段則交由其他節目作突發傳送，這樣接收端只需要周期性地在很短的一個突發時間段內啟動并接收相應的突發脈沖數據，在其他時間段內則保持關閉，從而達到節電的效果，延長接收時間。
目前，我國出臺了國家地面數字電視標準草案，為了保證系統的兼容性，手持電視系統的幀結構應與國家地面數字電視標準草案中的幀結構保持一致。現有國家地面數字電視方案中的幀結構分為日幀、分幀、秒幀、超幀和數據幀，日幀、分幀、秒幀與自然時間同步。如圖2所示，每個秒幀中含有8個超幀，即每個超幀延續長125ms。每個超幀中包含225個數據幀，數據幀由保護間隔和正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexity，OFDM)符號組成，保護間隔可以為循環前綴(Cyclic Prefix，CP)或各種隨機序列。
由于傳輸帶寬固定為7.56MHz，OFDM符號的長度固定為3780點，為了在每個超幀中能容納整數個數據幀，同步信號的長度取值是受限制的。例如同步信號的長度為420比特時，每個超幀中恰好能容納225個數據幀，分為1個超幀首幀(由1個數據幀構成)以及224個節目信息幀。
上述國家地面數字電視標準草案中的幀結構無法進行時間分片傳輸，不適合用于手持電視系統。首先，超幀首幀的容量太小，只占一個OFDM符號，不能承載太多的公共信息，移動終端需要不斷定位超幀首幀以獲取節目相關信息。其次，單個數據幀中的物理控制子載波(Physical Control Subcarrier，PCS)信令控制子載波數量太少，只有35個，無法承載時間分片所需要的指示信息。
為了與國家地面數字電視標準保持兼容，同時滿足手持電視系統的時間分片傳輸要求，需要在現有國家地面數字電視的幀結構的基礎上對手持電視系統的數據幀結構進行調整，同時在時間分片內部OFDM符號之間作子載波交織，以獲取更好的時間交織效果，有效降低數據的誤碼率。
發明內容
本發明的目的在于提供一種手持電視系統中的信道交織方法，旨在解決在現有國家地面數字電視幀結構基礎上不適合移動傳輸的問題，以通過在原有數據幀的結構提供組幀結構實現手持電視業務的時間分片傳輸，并基于組幀結構實現LDPC編碼塊塊間交織以及星座點交織映射，降低系統的誤碼率。
本發明的另一目的在于提供一種手持電視系統中的信道交織系統。
本發明是這樣實現的，一種手持電視系統中的信道交織方法，所述方法包括下述步驟A.對輸入的信源比特流進行LDPC編碼，輸出LDPC編碼塊；B.對所述LDPC編碼塊進行塊間比特交織；C.對塊間比特交織后的比特進行星座映射，生成星座點；D.將所述星座點交織映射到組幀的時頻平面上，所述組幀包含多個數據幀。
所述步驟B包括下述步驟B1.根據調制階數及一個星座點中的高、低優先級比特的數目將LDPC編碼塊分為與所述一個星座點中高、低優先級比特的數目對應高、低優先級多路信號；B2.從所述高、低優先級多路信號中的每一路信號中取出一個比特，構成比特組；B3.將所述比特組中的比特進行左向或右向循環移位。
所述步驟D包括下述步驟
D11.從組幀中的每個OFDM符號上選取用于映射第x組p+q個LDPC編碼塊所對應的星座點的nStarNumPerSym個數據子載波，得到nStarNumPerSym*nGrpFrmSize，共nLDPCSize個數據子載波，其中，第s個OFDM符號中選取的第c個數據子載波的索引號nIndex[c][s]為mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)；D12.將所選取的nLDPCSize個數據子載波重新編號，第s個OFDM符號中選取的第c個數據子載波編號為第s*nStarNumPerSym+c個星座子載波；D13.將一組nLDPCSize個星座點依次映射到所述星座子載波上；其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod為取模操作，p、q分別對應一個星座點中高、低優先級的比特數，nStarNumPerSym為第x組星座點在一個OFDM符號中分布的星座點數，取值為nLDPCSize/nGrpFrmSize，nGrpFrmSize為組幀的大小，nCrrNum為一個OFDM符號中的數據子載波個數，nF為同一OFDM符號中用于映射同一組星座點的相鄰數據子載波之間的距離，取值為nCrrNum/nCrrNumPerSym，nT取值為1或素數，nRand為隨機化因子，nLDPCSize為LDPC編碼塊的點數，X為一路LDPC編碼塊中的LDPC編碼塊個數。
所述步驟D包括下述步驟D21.將一個OFDM符號的nCrrNum個數據子載波從0到(nCrrNum-1)進行編號；D22.將編號后的數據子載波分組為nGrpFrmSize個物理簇，每個物理簇中含有nCrrNumPerCluster個數據子載波，第n個物理簇中的第k個數據子載波的數據子載波索引DatCrrIndex[n][k]為nGrpFrmSize*k+n；D23.將組幀中的簇重新打亂組合為邏輯OFDM符號，每個邏輯OFDM符號含有nGrpFrmSize個邏輯簇，第s個邏輯OFDM符號的第m個邏輯簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)個物理OFDM符號的第mod(B*m，nGrpFrmSize)個物理簇；
D24.將每一個邏輯OFDM符號中所對應的nGrpFrmSize個邏輯簇的邏輯子載波重新編號，在一個OFDM符號內部，從第一個邏輯簇內的最低邏輯子載波開始編號為0，依次遞增，編完每一個邏輯簇后從下一個邏輯簇中的最低邏輯子載波繼續編號，依次類推直至完成所有編號；D25.將nLDPCSize個星座點依次映射到編號后的數據子載波上；其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～(nCrrNumPerCluster-1)，A、B為隨機化邏輯簇分布的正整數，mod為取模操作，nCrrNum為一個OFDM符號中用于承載星座點的數據子載波個數，nGrpFrmSize為組幀的大小，nCrrNumPerCluster為每個簇中含有的數據子載波個數，nLDPCSize為LDPC編碼塊的點數。
所述組幀包括8個數據幀。
所述LDPC編碼塊的大小為3744或7488。
所述每個OFDM符號中的數據子載波個數為3744。
一種手持電視系統中的信道交織系統，所述系統包括LDPC編碼模塊，用于對輸入的信源比特流進行LDPC編碼，輸出LDPC編碼塊；塊間比特交織模塊，用于對所述LDPC編碼塊進行塊間比特交織；星座映射模塊，用于對塊間比特交織后的比特進行星座映射，生成星座點；以及組幀信道映射模塊，用于將所述星座點交織映射到組幀的時頻平面上，所述組幀包含多個數據幀。
所述塊間比特交織模塊包括LDPC編碼塊分路模塊，用于根據調制階數及一個星座點中的高、低優先級比特的數目將LDPC編碼塊分為與所述一個星座點中高、低優先級比特的數目對應高、低優先級多路信號；比特組抽取模塊，用于從所述高、低優先級多路信號中的每一路信號中取出一個比特，構成比特組；以及比特循環移位模塊，用于將所述比特組中的比特進行左向或右向循環移位。
所述組幀信道映射模塊包括數據子載波映射模塊，用于從組幀中的每個OFDM符號上選取用于映射第x組p+q個LDPC編碼塊所對應的星座點的nStarNumPerSym個數據子載波，得到nStarNumPerSym*nGrpFrmSize，共nLDPCSize個數據子載波，其中，第s個OFDM符號中選取的第c個數據子載波的索引號nIndex[c][s]為mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)；映射子載波編號模塊，用于將所選取的nLDPCSize個數據子載波重新編號，第s個OFDM符號中選取的第c個數據子載波編號為第s*nStarNumPerSym+c個星座子載波，其中s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)；以及星座點映射模塊，用于將一組nLDPCSize個星座點依次映射到所述星座子載波上；其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod為取模操作，p、q分別對應一個星座點中高、低優先級的比特數，nStarNumPerSym為第x組星座點在一個OFDM符號中分布的星座點數，取值為nLDPCSize/nGrpFrmSize，nGrpFrmSize為組幀的大小，nCrrNum為一個OFDM符號中的數據子載波個數，nF為同一OFDM符號中用于映射同一組星座點的相鄰數據子載波之間的距離，取值為nCrrNum/nCrrNumPerSym，nT取值為1或素數，nRand為隨機化因子，nLDPCSize為LDPC編碼塊的點數，X為一路LDPC編碼塊中的LDPC編碼塊個數。
所述組幀信道映射模塊包括數據子載波編號模塊，用于將一個OFDM符號的nCrrNum個數據子載波從0到nCrrNum-1進行編號；物理簇分組模塊，用于將編號后的數據子載波分組為nGrpFrmSize個物理簇，每個物理簇中含有nCrrNumPerCluster個數據子載波，第n個物理簇中的第k個數據子載波的數據子載波索引DatCrrIndex[n][k]為nGrpFrmSize*k+n，其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～nCrrNumPerCluster-1；邏輯OFDM符號組合模塊，用于將組幀中的簇重新打亂組合為邏輯OFDM符號，每個邏輯OFDM符號含有nGrpFrmSize個邏輯簇，第s個邏輯OFDM符號的第m個邏輯簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)個物理OFDM符號的第mod(B*m，nGrpFrmSize)個物理簇，其中，A、B為隨機化邏輯簇分布的正整數，mod為取模操作；邏輯子載波編號模塊，用于將每一個邏輯OFDM符號中所對應的nGrpFrmSize個邏輯簇的邏輯子載波重新編號，在一個OFDM符號內部，從第一個邏輯簇內的最低邏輯子載波開始編號為0，依次遞增，編完每一個邏輯簇后從下一個邏輯簇中的最低邏輯子載波繼續編號，依次類推直至完成所有編號；以及星座點映射模塊，用于將nLDPCSize個星座點依次映射到編號后的數據子載波上；其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～(nCrrNumPerCluster-1)，A、B為隨機化邏輯簇分布的正整數，mod為取模操作，nCrrNum為一個OFDM符號中用于承載星座點的數據子載波個數，nGrpFrmSize為組幀的大小，nCrrNumPerCluster為每個簇中含有的數據子載波個數，nLDPCSize為LDPC編碼塊的點數。
所述組幀包括8個數據幀。
所述LDPC編碼塊的大小為3744或7488。
所述每個OFDM符號中的數據子載波個數為3744。
通過本發明，可以利用組幀結構取得更大的時間分集效果。同時，利用LDPC編碼塊塊間交織及星座交織映射，可以使一個LDPC編碼塊中的比特信息分散到不相關的數據子載波中，并可以統一處理各種不同的調制階數，對于分層與非分層調制都有很好的兼容性，降低了系統的復雜性。
圖1是手持電視系統中通過時間分片實現數據流傳輸的原理示意圖；圖2是現有國家地面數字電視方案中的幀結構示意圖；圖3是本發明中當保護間隔為420比特時的幀結構示意圖；圖4是本發明中采用組幀實現時間分片傳輸時的不同節目突發傳輸塊的結構示意圖；圖5是本發明提供的LDPC編碼塊塊間比特交織的實現過程圖；圖6是本發明第一實施例中進行星座點交織后的星座子載波分布示意圖；圖7是本發明第二實施例中簇的劃分與置亂示意圖；圖8是本發明提供的信道交織系統的組成結構圖；圖9是本發明提供的塊間比特交織模塊的結構圖；圖10是本發明第一實施例中提供的組幀信道映射模塊的結構圖；圖11是本發明第二實施例中提供的組幀信道映射模塊的結構圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
本發明在國家地面數字電視幀結構的基礎上增加組幀結構，以實現數據的時間分片傳輸，將組幀作為數據發送、接收及承載節目信息的最小單位。同時，針對組幀結構在時間片內部OFFDM符號間作子載波交織，以更好地利用時間分集與頻率分集效果，有效降低數據的誤碼率。
在本發明中，一個超幀由若干個組幀構成，超幀中組幀個數取決于同步信號長度、組幀大小、OFDM符號長度等多個因素。超幀中的第一個組幀被用于承載各類公共息，如節目表、小區頻點信息等，稱為公共信息幀。超幀中的其他組幀都被用于承載節目信息，稱為節目信息幀。每個組幀依據其在超幀中的位置不同被賦予了一個組幀索引號，超幀中的第一個組幀的索引號為0，第二個組幀的索引號為1，依次遞增，組幀索引號在每個超幀開始時都重置為0。組幀索引號在每一組幀的控制信令中承載。超幀是最小的均勻分布的幀結構。
組幀由若干個數據幀組合而成，一般為5～10個，是承載節目信息的最小單位，也是時間分片調節的最小單位。數據幀由保護間隔和3780點的OFDM符號組成。
作為本發明的一個優選實施例，超幀大小為1秒，組幀的大小為8個數據幀，將8個OFDM符號組合可以獲得8×35個PCS子載波，用于承載各種控制信令，并可以在超幀的公共信息幀中承載更多的公共信息。同時，在保持基本數據幀結構不變的情況下，各層次的幀結構的大小比較統一，所有形式的超幀中都含有整數個組幀，各種不同的幀結構如下表所示，圖3示出了當保護間隔為420比特時的幀結構。
圖4示出了在本發明提供的組幀結構下實現時間分片傳輸時的不同節目突發傳輸塊的結構，以每個超幀中有7個節目信息幀為例，當然實際系統中可能有數百個節目信息幀。公共信息幀與節目信息幀都由組幀組成，每個組幀含8個OFDM符號。在超幀1中節目A與節目B的突發傳輸塊分別占了3個與4個節目信息幀，在超幀2中節目A與節目B的突發傳輸塊分別占了4個與3個節目信息幀。
在利用時間分片對數據進行傳輸時，為了取得較好的編碼增益和較低的誤碼率，需要在時間分片內部的符號之間作子載波交織，將一個低密度奇偶校驗碼(Low Density Parity Check Code，LDPC)編碼塊所對應的星座點盡量分散到不相關的數據子載波上。由于數據子載波之間的相關性隨著數據子載波在頻域或時域上的間隔增大而減弱。因此，為了將星座點分散到不相關的數據子載波中，所對應的數據子載波應分散在整個組幀所對應的時頻平面上。
在本發明中，首先對LDPC編碼塊進行塊間比特交織，使一個LDPC編碼塊中的比特分散到盡可能多的星座點中，其次對星座點進行交織映射，使一個LDPC編碼所對應的星座點均勻分布在組幀時頻平面上。
以下對組幀內LDPC編碼塊的塊間比特交織的實現過程進行詳細說明，為簡便描述，定義如下變量N為組幀中的LDPC編碼塊數量；P為組幀中的高優先級LDPC編碼塊個數；Q為組幀中的低優先級LDPC編碼塊個數；nLDPCSize為LDPC編碼塊的點數；nModLvl為調制階數，取值為2、3、4、5、6，分別對應QPSK、8PSK、16QAM、32QAM、64QAM調制；p為分層調制時一個星座點中高優先級比特的數目；q為分層調制時一個星座點中低優先級比特的數目；X為一路LDPC編碼塊中的LDPC編碼塊個數，當LDPC編碼塊為3744點時，X為8，當LDPC編碼塊為7488點時，X為4。
根據高優先級比特流的設定，P+Q＝N，具體取值如下表所示。在不考慮分層傳輸的情況下，低優先級LDPC編碼塊的個數Q應為0，即N＝P。在QPSK調制方式下沒有分層傳輸。
根據高優先級比特流的設定，p+q＝nModLvl，在16QAM、32QAM、64QAM調制方式下p和q的取值分別為p＝2和q＝2、p＝2和q＝3、p＝2和q＝4。在不考慮分層傳輸的情況下，q為0，即nModLvl＝p。在QPSK和8PSK調制方式下沒有分層傳輸。
如圖5所示，LDPC編碼塊塊間比特交織的過程如下(1)根據調制階數nModLvl及相應的p、q取值，通過首尾級聯將LDPC編碼塊分別分為p路與q路，每一路中有X個LDPC編碼塊。
(2)從高、低優先級的每一路信號中分別取出一個比特，共得兩組比特，一組為p個，一組為q個。設一組p個比特取自一個LPDC編碼塊的第i個比特，對p個比特作i位的左向或右向循環移位，對q個比特也進行類似的循環移位，i＝0～(nLDPCSize-1)，nLDPCSize可取值為3744或4788。
在完成了LDPC編碼塊塊間比特交織后，將循環移位后的比特進行星座映射，生成星座點。經過上述處理，每一個LDPC編碼塊的比特信息分布到了nLDPCSize個星座點之中，然后通過星座點交織映射將星座點盡可能分散到組幀的時頻平面上。
以下對本發明第一實施例提供的星座點交織過程進行詳細說明，為簡便描述，定義如下變量nLDPCSize為LDPC編碼塊的點數；nGrpFrmSize為組幀的大小，作為本發明一個實施例，nGrpFrmSize為8，即一個組幀中含有8個OFDM符號；nStarNumPerSym為一個OFDM符號中分布的星座點個數，為了均勻分布nLDPCSize個星座點，nStarNum取值為nLDPCSize/nGrpFrmSize；nCrrNum為一個OFDM符號中用于承載星座點的數據子載波個數，編號為0～(nCrrNum-1)，作為本發明一個實施例，nCrrNum取值為3744；nF為同一OFDM符號中用于映射同一個LDPC編碼塊所對應的星座點的相鄰數據子載波之間的間隔，取值為nCrrNum/nStarNumPerSym，作為本發明一個實施例，nF＝8；nT為一正整數，可取值為1或一個素數，如可以取值為小于nF/2的所有素數中的最大者；X為一路LDPC編碼塊中的LDPC編碼塊個數，對于3744點LDPC變換，X取值為8，對于7488點LDPC變換，X取值為4。
在本實施例下，星座點交織的詳細實現過程如下(1)從組幀中的每個OFDM符號上選取nStarNumPerSym個數據子載波用于映射第x組p+q個LDPC編碼塊所對應的星座點，共nStartNumPerSym*nGrpFrmsize個數據子載波，即nLDPCSize個數據子載波，第s個OFDM符號中選取的第c個數據子載波的索引號nIndex[c][s]為nIndex[c][s]＝mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)，其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod為取模操作，nRand為隨機化因子，在一個組幀的交織過程中是不變的，可取值為常數因子或組幀的索引號。
(2)將所選的nLDPCSize個數據子載波重新編號，第s個OFDM符號中的第c個數據子載波編號為第s*nStarNumPerSym+c個星座子載波，其中s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)。
(3)將一組nLDPCSize個星座點依次映射到編號后的星座子載波上。
以下以一個示例對上述星座點交織進行詳細說明，設nModLvl＝2(即調制方式為QPSK)，LDPC編碼塊長度為3744，nGrpFrmSize＝8，nCrrNum＝3744，nStarNum＝468，nF＝8，nT＝3，nLDPCSize為16，不失一般性nRand設為0。
圖6示出了上述情況下的第0組星座子載波與第4組星座子載波的分布，例如第0組星座子載波所對應的最開始的幾個星座子載波為圖6中第一列所示的0000、0008、0016、0024......，對應的星座子載波編號為0、1、2、3......，依次類推。
以下對本發明第二實施例提供的星座點交織過程進行詳細說明，在本實施例中，每個OFDM符號被平均分為nClusterNum個簇，簇是進行時域與頻域信道交織的基本結構，為簡便描述，定義如下變量nGrpFrmSize為一個組幀中的OFDM符號的個數；nCrrNumPerCluster為每個簇中含有的數據子載波個數。
nTotalClusterNum為一個組幀中總的簇的個數，大小為nGrpFrmSize*nGrpFrmSize。
在本實施例下，星座點交織的詳細實現過程如下(1)對一個OFDM符號中有nCrrNum個數據子載波進行編號，編號為0～(nCrrNum-1)。
(2)將nCrrNum個編號數據子載波分組為nGrpFrmSize個物理簇，每個物理簇中含有nCrrNumPerCluster個數據子載波，一個組幀中共有nGrpFrmSize*nGrpFrmSize個物理簇。第n個物理簇中的第k個數據子載波的數據子載波索引DatCrrIndex[n][k]DatCrrIndex[n][k]＝nGrpFrmSize*k+n；其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～nCrrNumPerCluster-1。
(3)將組幀中的簇重新打亂，組合為邏輯OFDM符號，每個邏輯OFDM符號含有nGrpFrmSize個邏輯簇，這些邏輯簇由來自不同的OFDM符號的物理簇組成。第s個邏輯OFDM符號的第m個邏輯簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)個物理OFDM符號的第mod(B*m，nGrpFrmSize)個物理簇。
其中，A，B是正整數，用于隨機化邏輯簇的分布，當A＝1，B＝5時，同一個邏輯OFDM符號中的物理簇最為分散。如圖7所示，圖中的數字表示符號索引與簇索引，如“31”表示第3個物理OFDM符號的第1個物理簇。
(4)將每一個邏輯OFDM符號中所對應的8個邏輯簇的邏輯子載波重新編號，記為0～3743。編號規則為在一個OFDM符號內部，從第一個邏輯簇內的最低邏輯子載波開始編號為0，依次遞增，編完每一個邏輯簇后從下一個邏輯簇中的最低邏輯子載波接著編號，依次類推直至完成所有編號。這樣，每一個子信道中的數據子載波不僅分布在不同的頻帶上，同時也分布在不同的OFDM符號上，這樣映射到子信道上的編碼塊可以同時獲得頻域與時間上的分集效果。
(5)將nLDPCSize個星座點依次映射到編號后的數據子載波上。
通過上述的塊間比特交織及星座交織映射，不僅可以使一個LDPC編碼塊中的比特信息分散到不相關的數據子載波之中，還可以統一處理各種不同的調制階數，如QPSK、8PSK、QAM16、QAM32、QAM64，對于分層與非分層調制也有很好的兼容性，大大降低了系統的復雜性。
圖8示出了本發明提供的信道交織系統800的結構，為了便于描述，僅示出了與本發明相關的部分。高、低優先級信源在進行星座映射時分布到不同比特上，在經過星座映射后，都變成星座點。在16QAM、32QAM、64QAM調制方式下，高、低優先級比特流的速率比分別為1∶1、2∶3和1∶2。
LDPC編碼模塊501將高、低優先級的信源比特流作LDPC編碼。塊間比特交織模塊502對LDPC編碼塊進行塊間比特交織，然后將交織后的數據流傳遞給星座映射模塊503。星座映射模塊503將LDPC編碼后的高、低優先級比特流作星座映射，高優先級信源的比特流被映射到星座點比特的高位，以獲取更好的抗干擾能力，低優先級信源的比特流被映射到星座點比特的低位。組幀信道交織映射模塊504將星座點進行交織，均勻地分布在整個組幀的時頻平面上。
圖9示出了塊間比特交織模塊802的結構，LDPC編碼塊分路模塊8021根據調制階數nModLvl及相應的p、q取值，通過首尾級聯將LDPC編碼塊分為p路與q路，每一路中有X個LDPC編碼塊。比特抽取模塊8022從高、低優先級的每一路信號中分別取出一個比特，共得兩組比特，一組為p個，一組為q個。設一組p個比特取自一個LPDC編碼塊的第i個比特，比特循環移位模塊8023對p個比特作i位的左或右位循環移位，對q個比特也進行類似的循環移位，i＝0～(nLDPCSize-1)，nLDPCSize可取值為3744或4788。
圖10示出了本發明第一實施例中提供的組幀信道映射模塊804的結構，數據子載波映射模塊8041a從組幀中的每個OFDM符號上選取用于映射第x組p+q個LDPC編碼塊所對應的星座點的nStarNumPerSym個數據子載波，得到nLDPCSize個數據子載波，第s個OFDM符號中選取的第c個數據子載波的索引號nIndex[c][s]為mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)，其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod為取模操作。
數據子載波編號模塊8042a將所述nLDPCSize個數據子載波重新編號，第s個OFDM符號中的第c個數據子載波編號為第s*nStarNumPerSym+c個星座子載波，其中s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，nRand為隨機化因子，在一個組幀的交織過程中應是不變的，可取值為常數因子或組幀的索引號。
星座點映射模塊8043a將一組nLDPCSize個星座點依次映射到上述星座子載波上。
圖11示出了本發明第二實施例中提供的組幀信道映射模塊804的結構，數據子載波編號模塊8041b將一個OFDM符號的nCrrNum個數據子載波從0到(nCrrNum-1)進行編號。物理簇分組模塊8042b將編號后的數據子載波分組為nGrpFrmSize個物理簇，每個物理簇中含有nCrrNumPerCluster個數據子載波，第n個物理簇中的第k個數據子載波的數據子載波索引DatCrrIndex[n][k]為nGrpFrmSize*k+n，其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～(nCrrNumPerCluster-1)。
邏輯OFDM符號組合模塊8043b將組幀中的簇重新打亂組合為邏輯OFDM符號，每個邏輯OFDM符號含有nGrpFrmSize個邏輯簇，第s個邏輯OFDM符號的第m個邏輯簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)個物理OFDM符號的第mod(B*m，nGrpFrmSize)個物理簇，其中，A、B為正整數，用于隨機化邏輯簇的分布，mod為取模操作。
邏輯子載波編號模塊8044b將每一個邏輯OFDM符號中所對應的8個邏輯簇的邏輯子載波重新編號，在一個OFDM符號內部，從第一個邏輯簇內的最低邏輯子載波開始編號為0，依次遞增，編完每一個邏輯簇后從下一個邏輯簇中的最低邏輯子載波繼續編號，依次類推直至完成所有編號。
星座點映射模塊8045b將nLDPCSize個星座點依次映射到編號后的邏輯子載波上。
在本發明中，在星座點交織過程中會產生子載波組及邏輯簇這兩類均勻分布在組幀時頻平面上的結構。由于它們的均勻分布特性，不僅可以用于映射LDPC編碼塊所對應的星座點，還可以在這些數據子載波上映射固定的數據(如+1或-1)，從而實現導頻的功能。同時，由于這些數據子載波在時頻平面上分布十分均勻，因此可以很好的反應信道的特性，從而進行較好的信道估計。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種手持電視系統中的信道交織方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟A.對輸入的信源比特流進行LDPC編碼，輸出LDPC編碼塊；B.對所述LDPC編碼塊進行塊間比特交織；C.對塊間比特交織后的比特進行星座映射，生成星座點；D.將所述星座點交織映射到組幀的時頻平面上，所述組幀包含多個數據幀。
2.如權利要求1所述的信道交織方法，其特征在于，所述步驟B包括下述步驟B1.根據調制階數及一個星座點中的高、低優先級比特的數目將LDPC編碼塊分為與所述一個星座點中高、低優先級比特的數目對應高、低優先級多路信號；B2.從所述高、低優先級多路信號中的每一路信號中取出一個比特，構成比特組；B3.將所述比特組中的比特進行左向或右向循環移位。
3.如權利要求1所述的信道交織方法，其特征在于，所述步驟D包括下述步驟D11.從組幀中的每個OFDM符號上選取用于映射第x組p+q個LDPC編碼塊所對應的星座點的nStarNumPerSym個數據子載波，得到nStarNumPerSym*nGrpFrmSize，共nLDPCSize個數據子載波，其中，第s個OFDM符號中選取的第c個數據子載波的索引號nIhdex[c][s]為mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)；D12.將所選取的nLDPCSize個數據子載波重新編號，第s個OFDM符號中選取的第c個數據子載波編號為第s*nStarNumPerSym+c個星座子載波；D13.將一組nLDPCSize個星座點依次映射到所述星座子載波上；其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod為取模操作，p、q分別對應一個星座點中高、低優先級的比特數，nStarNumPerSym為第x組星座點在一個OFDM符號中分布的星座點數，取值為nLDPCSize/nGrpFrmSize，nGrpFrmSize為組幀的大小，nCrrNum為一個OFDM符號中的數據子載波個數，nF為同一OFDM符號中用于映射同一組星座點的相鄰數據子載波之間的距離，取值為nCrrNum/nCrrNumPerSym，nT取值為1或素數，nRand為隨機化因子，nLDPCSize為LDPC編碼塊的點數， X為一路LDPC編碼塊中的LDPC編碼塊個數。
4.如權利要求1所述的信道交織方法，其特征在于，所述步驟D包括下述步驟D21.將一個OFDM符號的nCrrNum個數據子載波從0到(nCrrNum-1)進行編號；D22.將編號后的數據子載波分組為nGrpFrmSize個物理簇，每個物理簇中含有nCrrNumPerCluster個數據子載波，第n個物理簇中的第k個數據子載波的數據子載波索引DatCrrIndex[n][k]為nGrpFrmSize*k+n；D23.將組幀中的簇重新打亂組合為邏輯OFDM符號，每個邏輯OFDM符號含有nGrpFrmSize個邏輯簇，第s個邏輯OFDM符號的第m個邏輯簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)個物理OFDM符號的第mod(B*m，nGrpFrmSize)個物理簇；D24.將每一個邏輯OFDM符號中所對應的nGrpFrmSize個邏輯簇的邏輯子載波重新編號，在一個OFDM符號內部，從第一個邏輯簇內的最低邏輯子載波開始編號為0，依次遞增，編完每一個邏輯簇后從下一個邏輯簇中的最低邏輯子載波繼續編號，依次類推直至完成所有編號；D25.將nLDPCSize個星座點依次映射到編號后的數據子載波上；其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～(nCrrNumPerCluster-1)，A、B為隨機化邏輯簇分布的正整數，mod為取模操作，nCrrNum為一個OFDM符號中用于承載星座點的數據子載波個數，nGrpFrmSize為組幀的大小，nCrrNumPerCluster為每個簇中含有的數據子載波個數，nLDPCSize為LDPC編碼塊的點數。
5.如權利要求1所述的信道交織方法，其特征在于，所述組幀包括8個數據幀。
6.如權利要求1所述的信道交織方法，其特征在于，所述LDPC編碼塊的大小為3744或7488。
7.如權利要求3或4所述的信道交織方法，其特征在于，所述每個OFDM符號中的數據子載波個數為3744。
8.一種手持電視系統中的信道交織系統，其特征在于，所述系統包括LDPC編碼模塊，用于對輸入的信源比特流進行LDPC編碼，輸出LDPC編碼塊；塊間比特交織模塊，用于對所述LDPC編碼塊進行塊間比特交織；星座映射模塊，用于對塊間比特交織后的比特進行星座映射，生成星座點；以及組幀信道映射模塊，用于將所述星座點交織映射到組幀的時頻平面上，所述組幀包含多個數據幀。
9.如權利要求8所述的信道交織系統，其特征在于，所述塊間比特交織模塊包括LDPC編碼塊分路模塊，用于根據調制階數及一個星座點中的高、低優先級比特的數目將LDPC編碼塊分為與所述一個星座點中高、低優先級比特的數目對應高、低優先級多路信號；比特組抽取模塊，用于從所述高、低優先級多路信號中的每一路信號中取出一個比特，構成比特組；以及比特循環移位模塊，用于將所述比特組中的比特進行左向或右向循環移位。
10.如權利要求8所述的信道交織系統，其特征在于，所述組幀信道映射模塊包括數據子載波映射模塊，用于從組幀中的每個OFDM符號上選取用于映射第x組p+q個LDPC編碼塊所對應的星座點的nStarNumPerSym個數據子載波，得到nStarNumPerSym*nGrpFrmSize，共nLDPCSize個數據子載波，其中，第s個OFDM符號中選取的第c個數據子載波的索引號nIndex[c][s]為mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)；映射子載波編號模塊，用于將所選取的nLDPCSize個數據子載波重新編號，第s個OFDM符號中選取的第c個數據子載波編號為第s*nStarNumPerSym+c個星座子載波，其中s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)；以及星座點映射模塊，用于將一組nLDPCSize個星座點依次映射到所述星座子載波上；其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod為取模操作，p、q分別對應一個星座點中高、低優先級的比特數，nStarNumPerSym為第x組星座點在一個OFDM符號中分布的星座點數，取值為nLDPCSize/nGrpFrmSize，nGrpFrmSize為組幀的大小，nCrrNum為一個OFDM符號中的數據子載波個數，nF為同一OFDM符號中用于映射同一組星座點的相鄰數據子載波之間的距離，取值為nCrrNum/nCrrNumPerSym，nT取值為1或素數，nRand為隨機化因子，nLDPCSize為LDPC編碼塊的點數，X為一路LDPC編碼塊中的LDPC編碼塊個數。
11.如權利要求8所述的信道交織系統，其特征在于，所述組幀信道映射模塊包括數據子載波編號模塊，用于將一個OFDM符號的nCrrNum個數據子載波從0到nCrrNum-1進行編號；物理簇分組模塊，用于將編號后的數據子載波分組為nGrpFrmSize個物理簇，每個物理簇中含有nCrrNumPerCluster個數據子載波，第n個物理簇中的第k個數據子載波的數據子載波索引DatCrrIndex[n][k]為nGrpFrmSize*k+n，其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～nCrrNumPerCluster-1；邏輯OFDM符號組合模塊，用于將組幀中的簇重新打亂組合為邏輯OFDM符號，每個邏輯OFDM符號含有nGrpFrmSize個邏輯簇，第s個邏輯OFDM符號的第m個邏輯簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)個物理OFDM符號的第mod(B*m，nGrpFrmSize)個物理簇，其中，A、B為隨機化邏輯簇分布的正整數，mod為取模操作；邏輯子載波編號模塊，用于將每一個邏輯OFDM符號中所對應的nGrpFrmSize個邏輯簇的邏輯子載波重新編號，在一個OFDM符號內部，從第一個邏輯簇內的最低邏輯子載波開始編號為0，依次遞增，編完每一個邏輯簇后從下一個邏輯簇中的最低邏輯子載波繼續編號，依次類推直至完成所有編號；以及星座點映射模塊，用于將nLDPCSize個星座點依次映射到編號后的數據子載波上；其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～(nCrrNumPerCluster-1)，A、B為隨機化邏輯簇分布的正整數，mod為取模操作，nCrrNum為一個OFDM符號中用于承載星座點的數據子載波個數，nGrpFrmSize為組幀的大小，nCrrNumPerCluster為每個簇中含有的數據子載波個數，nLDPCSize為LDPC編碼塊的點數。
12.如權利要求8所述的信道交織系統，其特征在于，所述組幀包括8個數據幀。
13.如權利要求8所述的信道交織系統，其特征在于，所述LDPC編碼塊的大小為3744或7488。
14.如權利要求10或11所述的信道交織系統，其特征在于，所述每個OFDM符號中的數據子載波個數為3744。
全文摘要
本發明適用于手持電視領域，提供了一種手持電視系統中的信道交織方法及系統，所述方法包括下述步驟A.對輸入的信源比特流進行LDPC編碼，輸出LDPC編碼塊；B.對所述LDPC編碼塊進行塊間比特交織；C.對塊間比特交織后的比特進行星座映射，生成星座點；D.將所述星座點交織映射到組幀的時頻平面上，所述組幀包含多個數據幀。通過本發明，可以利用組幀結構取得更大的時間分集效果。同時，利用LDPC編碼塊塊間交織及星座交織映射，可以使一個LDPC編碼塊中的比特信息分散到不相關的數據子載波中，并可以統一處理各種不同的調制階數，對于分層與非分層調制都有很好的兼容性，降低了系統的復雜性。
文檔編號H04J1/00GK101047840SQ20061006035
公開日2007年10月3日 申請日期2006年4月18日 優先權日2006年4月18日
發明者吳更石, 吳紹權, 李峰 申請人:華為技術有限公司