專利名稱：：一種多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于移動通信領域，更具體地涉及一種多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法。
背景技術：
：正交頻分復用(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(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，導致子信道之間的正交性遭到破壞，產生相互干擾，使系統(tǒng)性能惡化，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。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，分集階數得到明顯提高，使得通信系統(tǒng)在多徑衰落信道下具有好的誤碼特性。采用單頻網的組網模式可以大大提高數字電視多媒體廣播移動傳輸系統(tǒng)的頻譜利用率。在實際單頻網通信環(huán)境中，數字電視多媒體廣播移動通信系統(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。多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號發(fā)射機成幀調制方法是實現可靠數字電視多媒體廣播單頻網移動傳輸的關鍵技術。利用數字電視多媒體廣播單頻網移動傳輸系統(tǒng)提供無償電視廣播、有償電視廣播、保密信息傳輸、多媒體增值服務等可控制多業(yè)務是新一代數字電視多媒體廣播移動傳輸系統(tǒng)滿足社會需求的體現。正是基于以上背景，本發(fā)明針對實際通信環(huán)境提出一種多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，可以滿足高數據率可控制多業(yè)務數字電視多媒體廣播單頻網移動傳輸的需要。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."OFDMforwirelessmultimediacommunications”·Boston:ArtechHouse，2000.Y.Wu,S.Hirakawa,U.H.Reimers,andJ.Whitaker."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，，，IEEECN102263727A說明書2/7頁Trans.InformationTheory,vol.44,no.3,pp.927-946,May1998.
發(fā)明內容本發(fā)明針對高數據率可控制多業(yè)務數字電視多媒體廣播單頻網移動傳輸問題，提出了一種多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法。本發(fā)明提出的一種多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，其特征在于它包括下列步驟1)單頻網的網絡數據管理器將輸入數據比特流經多碼率刪余卷積編碼、比特交織、碼元調制與碼元旋轉在頻域上形成FFT比特交織編碼調制數據塊，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；2)單頻網的網絡數據管理器采用碼率為1的空頻編碼器將在頻域上形成的FFT比特交織編碼調制數據塊調制至單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機支路上形成空頻調制FFT比特交織編碼調制數據塊，并調整各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機支路的時間同步以保證網絡中的所有發(fā)射機都在同一時間對空頻調制FFT比特交織編碼調制數據塊進行處理；3)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機采用IFFT將空頻調制FFT比特交織編碼調制數據塊變換為空頻調制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)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機按順序將空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊平分成兩塊，空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D1和空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D2,Dtotal=[D1,D2]；5)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機通過峰均功率比調整單元對空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D1、空頻調制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空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊Dnew，新的空頻調制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Dnrat=[D1,D2]，生成模式2為Dnew=[D1,VTT^D1+D2)]，生成模式3為Dnew=[D1,VTT^D1-D2)]，生成模式4為權利要求1.一種多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，其特征在于它包括下列步驟1)單頻網的網絡數據管理器將輸入數據比特流經多碼率刪余卷積編碼、比特交織、碼元調制與碼元旋轉在頻域上形成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；2)單頻網的網絡數據管理器采用碼率為1的空頻編碼器將在頻域上形成的FFT比特交織編碼調制數據塊調制至單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機支路上形成空頻調制FFT比特交織編碼調制數據塊，并調整各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機支路的時間同步以保證網絡中的所有發(fā)射機都在同一時間對空頻調制FFT比特交織編碼調制數據塊進行處理；3)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機采用IFFT將空頻調制FFT比特交織編碼調制數據塊變換為空頻調制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)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機按順序將空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊平分成兩塊，空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D1和空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D2,Dtotal=[D1,D2]；5)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機通過峰均功率比調整單元對空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D1、空頻調制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空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊Dnew，新的空頻調制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=[D1,VTT^D1+D2)]，生成模式3為Dnew=[D〗，VTT^D1-D2)]，生成模式4為Dnew=[^(D1+D2),D2]，生成模式5為Dnew=[^(0-D2),D2]，生成模式6為Dnew=[/TniO1+O2),-JUliO1-D2)]，生成模式7為Dnew=[D*1;D2]，生成模式8為Dnew=[Dil3VlTi(Dt^D2)]，生成模式9為Dnew=Joi1,VIT^Di1-D^，生成模式10為Dnew=[n/T7^D、+D2JtD2j，生成模式11為Dnew^VIT^D^-DJDJ，生成模式12為Dnew=[Vl72(D*,+D2)^(Dt1-D2)]，比較12種生成模式合成的空頻調制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空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊D=，并將降峰均功率比空頻調制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(fā)送給業(yè)務指標序列設置單元，其中，K1表示對空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊D1的各空頻調制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空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值子塊；6)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機將循環(huán)前綴作為保護間隔插入降峰均功率比空頻調制時域離散比特交織編碼調制數據樣值塊，形成降峰均功率比空頻調制時域循環(huán)前綴離散比特交織編碼調制數據樣值塊，作為幀體，循環(huán)前綴的長度為C，降峰均功率比空頻調制時域循環(huán)前綴離散比特交織編碼調制數據樣值塊的長度為C+K；7)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機將訓練序列作為復數訓練序列的實部序列、將業(yè)務指標序列設置單元所設置的業(yè)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(yè)務指標序列、復數訓練序列的離散樣值塊的長度都為X，業(yè)務指標序列包含著并且唯一表達著多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機的各系統(tǒng)參數和業(yè)務模式信息；8)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)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(xù)重復2次形成時域重復訓練序列離散樣值塊，作為幀頭；9)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機將時域重復訓練序列離散樣值塊即幀頭插入到降峰均功率比空頻調制時域循環(huán)前綴離散比特交織編碼調制數據樣值塊即幀體，以形成信號幀；10)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(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；11)單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機將基帶信號上變頻至載波上。2.按權利要求1的多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，其特征在于所述單頻網中的各個多媒體廣播抗干擾移動信號發(fā)射機的訓練序列、業(yè)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的多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，其特征在于所述訓練序列、業(yè)務指標序列由一系列的1或-1組成，具有偽隨機特性。4.按權利要求2的多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，其特征在于所述訓練序列、業(yè)務指標序列相互之間具有正交性。5.按權利要求1的多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，其特征在于所述對輸入數據進行多碼率刪余卷積編碼、比特交織、碼元調制與碼元旋轉處理的多碼率刪余卷積編碼的編碼率為1/4、1/2、5/8、3/4和7/8中的一個，比特交織采用隨機交織方式，碼元調制為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；碼元旋轉通過對碼元星座圖旋轉一定角度而實現，QPSK的碼元星座圖旋轉角度為22.5度，16QAM的碼元星座圖旋轉角度為11.25度，64QAM的碼元星座圖旋轉角度為5.626度，256QAM的碼元星座圖旋轉角度為2.8125度。6.按權利要求1的多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，其特征在于所述空頻調制FFT比特交織編碼調制數據塊由子載波組成；當X取512時，K取2048，子載波的頻率間隔取4KHz；當X取IOM時，K取4096，子載波的頻率間隔取2KHz；當X取2048時，K取8192，子載波的頻率間隔取ΙΚΗζ。7.按權利要求1的多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，其特征在于所述循環(huán)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。全文摘要本發(fā)明公開了一種多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，是一種時域頻域空域混合的成幀調制方案。本發(fā)明的多媒體廣播單頻網抗干擾移動信號成幀調制方法，具有低峰均功率比、同步時間短、抗干擾、可控多業(yè)務等優(yōu)點。文檔編號H04L1/00GK102263727SQ20111024815公開日2011年11月30日申請日期2011年8月22日優(yōu)先權日2011年8月22日發(fā)明者何加銘,徐鐵峰,聶秋華,鄭紫微申請人:寧波大學