專利名稱：：一種抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法
技術領域：
：本發明屬于無線通信領域，更具體地涉及一種抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法。
背景技術：
：目前，電視廣播已從模擬逐漸向數字化方向發展。數字電視廣播傳輸系統，作為數字電視廣播的重要組成部分，其相關技術的發展，與人們的生活質量息息相關，并因此受到了人們格外的廣泛關注。數字電視廣播相關技術及其相關產業是通信與計算機領域內發展較快，市場前景較好的產業。在數字電視廣播相關技術上，目前各國關注的重點是，如何為復雜波傳環境下的數字電視廣播提供低成本的可靠高速移動的實現方案。傳輸技術是數字電視廣播系統的關鍵技術，對于整個系統性能起著決定性的作用，是大家重點研究的對象。由于數字信號處理技術和集成電路技術的飛速發展，正交頻分復用(OFDM)技術的系統實現變得越來越容易。因OFDM多載波傳輸技術具有結構簡單，頻譜利用率高，可以抗頻率選擇性和信道時變等諸多優點而倍受大家的關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、數字電視廣播等諸多領域中的廣泛應用。OFDM信號較高的峰均功率比(PAPR)對放大器和數模轉換器的線性范圍有很高的要求，如果系統的線性范圍不能滿足信號的變化，則會造成信號畸變，使信號頻譜發生變化，從而導致子信道之間的正交性遭到破壞，產生相互干擾，使系統性能惡化。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概率并降低非線性失真影響的解決方案。信道編碼是數字通信系統的重要組成部分。在多徑衰落信道下，可以通過編碼、交織和調制方案的優化設計達到盡可能大的信號分集階數，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(比特交織編碼調制，BitInterleavedCodedModulation,BICM)采用比特交織器并且使得編碼和調制過程相對獨立，從而使得可以將分集階數從不同的多進制符號數擴大到不同的二進制比特數，也就是說，其分集階數L是二進制碼字序列間的最小漢明距離。由于BICM技術使得分集階數得到明顯提高，因此，使得通信系統在多徑衰落信道下具有好的誤碼特性。在實際通信環境中，數字電視無線多媒體廣播通信系統性能受到同步時間、時鐘抖動、信道衰落、信道干擾等因素的影響。無線多媒體廣播信號發射機傳輸方法是實現可靠數字電視抗噪聲數字無線廣播的關鍵技術。利用數字電視無線多媒體廣播傳輸系統提供無償電視廣播、有償電視廣播、保密信息傳輸、多媒體增值服務等可控制多業務是新一代數字電視抗噪聲數字無線廣播傳輸系統滿足社會需求的體現。正是基于以上背景，本發明針對實際通信環境提出一種抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，可以滿足高數據率可控制多業務數字電視抗噪聲數字無線廣播傳輸的需要。欲對專利背景作更深入的了解可參考以下文獻資料R.V.Nee,R.Prasad."OFDMforwirelessmultimediacommumications".BostonArtechHouse,2000.Y.Wu,S.Hirakawa,U.H.Reimers,andJ.ffhitaker."Overviewofdigitaltelevisiondevelopment,"ProceedingsoftheIEEE,SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision-TechnologyandEmergingServices,pp.8-21,Jan.2006.U.LadebuschandC.A.Liss."TerrestrialDVB(DVB-T):Abroadcasttechnologyforstationaryportableandmobileuse,"ProceedingsoftheIEEE,SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision-TechnologyandEmergingServices,pp.183-194，Jan.2006.M.TakadaandM.Saito.“TransmissionsystemsforISDB-T,'^ProceedingsoftheIEEE,SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.251-256,Jan.2006.G.Caire,G.Taricco,E.Biglieri,"Bit-interleavedcodedmodulation,，，IEEETrans.InformationTheory,vol.44,no.3,pp.927-946,May1998.
發明內容本發明針對高數據率可控制多業務數字電視抗噪聲數字無線廣播問題，提出了一種抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法。本發明提出的一種抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，其特征在于它包括下列步驟1)抗噪聲數字無線廣播信號發射機將多媒體數據流經媒體數據處理器轉換成比特流，利用反饋移位寄存器產生的擾碼序列進行加擾處理以形成輸入數據比特流；2)抗噪聲數字無線廣播信號發射機將自己的輸入數據比特流經LDPC編碼、比特交織、碼元調制后在頻域上形成FFT比特交織編碼調制數據塊，LDPC表示低密度奇偶校驗，FFT表示快速離散傅立葉變換，FFT比特交織編碼調制數據塊的長度為K；3)抗噪聲數字無線廣播信號發射機采用IFFT將FFT比特交織編碼調制數據塊變換為時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊Dtotal，IFFT表示快速離散傅立葉反變換；4)抗噪聲數字無線廣播信號發射機按順序將時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊平分成兩塊，時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D1和時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D2，Dt。tal=[DijD2]；5)抗噪聲數字無線廣播信號發射機通過峰均功率比調整單元對時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D1、時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D2進行信號加、減、共軛運算處理并重新合成新的時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊Dnew,新的時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊Dmw采用如下生成模式得到，生成模式1為Dmw=[D1,D2]，生成模式2為權利要求1.一種抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，其特征在于它包括下列步驟1)抗噪聲數字無線廣播信號發射機將多媒體數據流經媒體數據處理器轉換成比特流，利用反饋移位寄存器產生的擾碼序列進行加擾處理以形成輸入數據比特流；2)抗噪聲數字無線廣播信號發射機將自己的輸入數據比特流經LDPC編碼、比特交織、碼元調制后在頻域上形成FFT比特交織編碼調制數據塊，LDPC表示低密度奇偶校驗，FFT表示快速離散傅立葉變換，FFT比特交織編碼調制數據塊的長度為K；3)抗噪聲數字無線廣播信號發射機采用IFFT將FFT比特交織編碼調制數據塊變換為時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊Dt。tal，IFFT表示快速離散傅立葉反變換；4)抗噪聲數字無線廣播信號發射機按順序將時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊平分成兩塊，時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D1和時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D2，Dt。tal=[DijD2]；5)抗噪聲數字無線廣播信號發射機通過峰均功率比調整單元對時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D1、時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊込進行信號加、減、共軛運算處理并重新合成新的時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊Dnew，新的時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊Dnrat采用如下生成模式得到，生成模式1為Dmw=[D1,D2]，生成模式2為Dnew=ID15VTT^D1+D2;)]，生成模式3為Dnew=Jo15ViT^D1-D2；)]，生成模式4為Dnew=[Vi72(D1+D2),D2]，生成模式5^Dnew=[Vl72(D,-D2),D2]，生成模式6為Dnew=[ViT^D1+D2),ViT^D1-D2)]，生成模式7為Dnew=[D*”D2]，生成模式8為Dnew=JDWiT^Di1+DJ，生成模式9為Dnew-[DWTT^D.i-DJ,生成模式10為Dnew=[Vi72(d*i+D2)D2]，生成模式11為Dnew=(ViT^yi-D2)iD2I，生成模式12為Dnew=[v/iT^D、+2}^2(\-D2)],比較12種生成模式合成的時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊Dnew，選取其中具有最低峰均功率比的降峰均功率比時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊D=，并將降峰均功率比時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊D=所對應采用的生成模式信息發送給業務指標序列設置單元，其中，D^1表示對時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D1的各時域離散比特交織編碼調制數據樣值進行共軛運算處理而得到的時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊；6)抗噪聲數字無線廣播信號發射機將訓練序列作為復數訓練序列的實部序列、將業務指標序列設置單元所設置的業務指標序列作為復數訓練序列的虛部序列，在時域上構成復數訓練序列的離散樣值塊，訓練序列、業務指標序列、復數訓練序列的離散樣值塊的長度都為X，業務指標序列包含著并且唯一表達著抗噪聲數字無線廣播信號發射機的各系統參數和業務模式信息；7)抗噪聲數字無線廣播信號發射機將在時域上構成的復數訓練序列的離散樣值塊在時域上連續重復4次形成時域嵌入訓練序列離散樣值塊，時域嵌入訓練序列離散樣值塊的長度與降峰均功率比時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊的長度在數值上相等，即K=4XX；8)抗噪聲數字無線廣播信號發射機將降峰均功率比時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊、時域嵌入訓練序列離散樣值塊直接疊加形成時域嵌入訓練序列降峰均功率比時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊，作為幀體；9)抗噪聲數字無線廣播信號發射機將循環前綴作為保護間隔即幀頭插入時域嵌入訓練序列降峰均功率比時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊即幀體，以形成信號幀，循環前綴的長度為C；10)抗噪聲數字無線廣播信號發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；11)抗噪聲數字無線廣播信號發射機將基帶信號上變頻至載波上形成射頻信號發射到空中無線信道；12)抗噪聲數字無線廣播信號接收機檢測接收抗噪聲數字無線廣播信號發射機所發送的射頻信號并將其下變頻形成基帶信號，利用信號幀的循環前綴特性和信號幀的結構特性進行基帶信號接收處理。2.按權利要求1的抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，其特征在于所述抗噪聲數字無線廣播信號發射機的訓練序列、業務指標序列、復數訓練序列的離散樣值塊的長度X取512,1024,2048中的一個。3.按權利要求2的抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，其特征在于所述訓練序列、業務指標序列由一系列的1或-ι組成，具有偽隨機特性。4.按權利要求2的抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，其特征在于所述訓練序列、業務指標序列相互之間具有正交性。5.按權利要求1的抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，其特征在于所述FFT比特交織編碼調制數據塊由子載波組成；當X取512時，子載波數取2048，子載波的頻率間隔取4KHz；當X取IOM時，子載波數取4096，子載波的頻率間隔取2KHz；當X取2048時，子載波數取8192，子載波的頻率間隔取ΙΚΗζ。6.按權利要求1的抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，其特征在于所述循環前綴的長度C取值與X取值有關；當X取512時，C取K大小的1/4；當X取IOM時，C取K大小的1/8；當X取2048時，C取K大小的1/16。7.按權利要求1的抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，其特征在于所述對輸入數據進行LDPC編碼、比特交織、碼元調制處理的LDPC編碼的編碼率為1/4、1/2、5/8、3/4和7/8中的一個，比特交織采用隨機交織方式，碼元調制為QPSK、16QAM、32QAM和64QAM中的一種，碼元星座圖映射方式采用格雷碼映射。8.按權利要求1的抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，其特征在于所述抗噪聲數字無線廣播信號接收機所進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合迭代分離處理。全文摘要本發明公開了一種抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，是一種時域頻域混合的傳輸方案。本發明的抗噪聲數字無線廣播信號傳輸方法，針對寬帶多載波數字無線廣播傳輸系統所面臨的信號高峰均功率比、信道噪聲而需要解決的技術問題，設計了低復雜度的降峰均功率比技術、比特交織編碼調制技術、信號幀時頻域聯合迭代分離處理技術，使得寬帶多載波數字無線廣播系統具有低峰均功率比、同步時間短、抗噪聲、可控多業務等優點。文檔編號H04L27/26GK102291355SQ201110247029公開日2011年12月21日申請日期2011年8月22日優先權日2011年8月22日發明者何加銘,徐鐵峰,聶秋華,鄭紫微申請人:寧波大學