專利名稱：：一種多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，更具體地涉及一種多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
：多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機成幀調(diào)制技術(shù)是數(shù)字電視無線多媒體廣播系統(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。因正交頻分復(fù)用(OFDM)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)字電視無線多媒體廣播等諸多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。OFDM信號較高的峰均功率比(PAPR)對放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)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，從而導(dǎo)致子信道之間的正交性遭到破壞，產(chǎn)生相互干擾，使系統(tǒng)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(xiàn)概率并降低非線性失真影響的解決方案。低密度奇偶校驗(LowDensityParityCheck,LDPC)碼是一種用于在噪聲傳輸信道中傳輸信息并執(zhí)行前向糾錯(FEC，F(xiàn)orwardErrorCorrection)的糾錯碼。LDPC編碼是一種能使數(shù)據(jù)傳輸速率接近理論最大值，即香農(nóng)極限的編碼方案。采用單頻網(wǎng)的組網(wǎng)模式可以大大提高數(shù)字電視多媒體廣播無線傳輸系統(tǒng)的頻譜利用率。在實際單頻網(wǎng)通信環(huán)境中，數(shù)字電視多媒體廣播無線通信系統(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(wǎng)抗噪聲無線信號發(fā)射機成幀調(diào)制方法是實現(xiàn)可靠數(shù)字電視多媒體廣播單頻網(wǎng)無線傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。利用數(shù)字電視多媒體廣播單頻網(wǎng)無線傳輸系統(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)字電視多媒體廣播無線傳輸系統(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)境提出一種多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法，可以滿足高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視多媒體廣播單頻網(wǎng)無線傳輸?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.TakadaandΜ.Saito.“TransmissionsystemsforISDB-T,"ProceedingsoftheIEEE,SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.251-256,Jan.2006.Z.Li,L.Chen,L.Zeng,S.Lin,W.Fong,"Efficientencodingofquasi-cycliclow-densityparity-checkcodes,，，IEEETrans.Commun.，vol.54,no.1，pp.71-81,Jan.2006.
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對高數(shù)據(jù)率可控制多業(yè)務(wù)數(shù)字電視多媒體廣播單頻網(wǎng)無線傳輸問題，提出了一種多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法。本發(fā)明提出的一種多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法，其特征在于它包括下列步驟1)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)LDPC編碼在頻域上形成FFT編碼數(shù)據(jù)塊，F(xiàn)FT表示快速離散傅立葉變換，F(xiàn)FT編碼數(shù)據(jù)塊的長度為K；2)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編碼數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊，并調(diào)整各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(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編碼數(shù)據(jù)塊進行處理；3)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機采用IFFT將空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊Dt。tal，IFFT表示快速離散傅立葉反變換；4)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機按順序?qū)⒖疹l調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊平分成兩塊，空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值子塊D1和空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值子塊D2,Dttrtal=[DIJD2]；5)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機通過峰均功率比調(diào)整單元對空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值子塊D1、空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值子塊A進行信號加、減、共軛運算處理并重新合成新的空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊Dmw，新的空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)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(quán)利要求1.一種多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法，其特征在于它包括下列步驟1)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)LDPC編碼在頻域上形成FFT編碼數(shù)據(jù)塊，LDPC表示低密度奇偶校驗，F(xiàn)FT表示快速離散傅立葉變換，F(xiàn)FT編碼數(shù)據(jù)塊的長度為K；2)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編碼數(shù)據(jù)塊調(diào)制至單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機支路上形成空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊，并調(diào)整各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(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編碼數(shù)據(jù)塊進行處理；3)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機采用IFFT將空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊變換為空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊Dtotal，IFFT表示快速離傅立葉反變換；4)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機按順序?qū)⒖疹l調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊平分成兩塊，空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值子塊D1和空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值子塊D2，Dt。tal=[DijD2]；5)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機通過峰均功率比調(diào)整單元對空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值子塊D1、空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值子塊&進行信號加、減、共軛運算處理并重新合成新的空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊Dnrat，新的空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)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=IDl5ViT^D1+D2)j，生成模式3為Dnew=ID15VTT^(D1-D2)I，生成模式4為Dnew=[^(0,+D2),D2j，生成模式5為Dnew=[^(D1-DjD2j，生成模式6為Dnew二[俯㈣+D2),^(D1-D2)]，生成模式7為Dnew=[D*”D2]，生成模式8為Dnew=Jiyi,λ/Τ^Ο、+D2)]，生成模式9為Dnew=[Dil5VlTl(Dt1-D2)]，生成模式10為Dnew二[x/TT^D、+D2)iD2j，生成模式11為Dnew=[VTT^D*丨-D2JtD2j，生成模式12為Dnew=+D2JlVTT^f1-D2)]，比較12種生成模式合成的空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)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(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊D=，并將降峰均功率比空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊D=所對應(yīng)采用的生成模式信息發(fā)送給業(yè)務(wù)指標(biāo)序列設(shè)置單元，其中，Di1表示對空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值子塊D1的各空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值進行共軛運算處理而得到的空頻調(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值子塊；6)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(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(diào)制時域離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊，形成降峰均功率比空頻調(diào)制時域循環(huán)前綴離散編碼數(shù)據(jù)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(diào)制時域循環(huán)前綴離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊的長度為C+K；7)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(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)序列設(shè)置單元所設(shè)置的業(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，業(yè)務(wù)指標(biāo)序列包含著并且唯一表達著多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機的各系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)模式信息；8)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(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)2次形成時域重復(fù)訓(xùn)練序列離散樣值塊，作為幀頭；9)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機將時域重復(fù)訓(xùn)練序列離散樣值塊即幀頭插入到降峰均功率比空頻調(diào)制時域循環(huán)前綴離散編碼數(shù)據(jù)樣值塊即幀體，以形成信號幀；10)單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(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(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(fā)射機將基帶信號上變頻至載波上。2.按權(quán)利要求1的多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述單頻網(wǎng)中的各個多媒體廣播抗噪聲無線信號發(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。3.按權(quán)利要求2的多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述訓(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。4.按權(quán)利要求2的多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述訓(xùn)練序列、業(yè)務(wù)指標(biāo)序列相互之間具有正交性。5.按權(quán)利要求1的多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述對輸入數(shù)據(jù)進行LDPC編碼的編碼率為1/4、1/2、5/8、3/4和7/8中的一個。6.按權(quán)利要求1的多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法，其特征在于所述空頻調(diào)制FFT編碼數(shù)據(jù)塊由子載波組成；當(dāng)X取512時，K取2048，子載波的頻率間隔取4KHz；當(dāng)X取IOM時，K取4096，子載波的頻率間隔取2KHz；當(dāng)X取2048時，K取8192，子載波的頻率間隔取ΙΚΗζ。7.按權(quán)利要求1的多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)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(guān)；當(dāng)X取512時，C取K大小的1/4；當(dāng)X取IOM時，C取K大小的1/8；當(dāng)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(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法，是一種時域頻域空域混合的成幀調(diào)制方案。本發(fā)明的多媒體廣播單頻網(wǎng)抗噪聲無線信號成幀調(diào)制方法，具有低峰均功率比、同步時間短、抗噪聲、可控多業(yè)務(wù)等優(yōu)點。文檔編號H04L1/00GK102255700SQ20111024015公開日2011年11月23日申請日期2011年8月22日優(yōu)先權(quán)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(xué)