一種兼容dvb-c標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸及接收方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種兼容DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法，包括：根據(jù)傳輸需求，得到分級調(diào)制的復(fù)合星座映射；對基本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行DVB-C編碼和交織，得到待傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)的交織比特；對疊加數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行信道編碼及比特交織，得到疊加數(shù)據(jù)的交織比特；根據(jù)分級調(diào)制的復(fù)合星座映射，對基本數(shù)據(jù)的交織比特和疊加數(shù)據(jù)的交織比特進(jìn)行分級調(diào)制，得到復(fù)合星座符號；對所述分級調(diào)制的復(fù)合星座符號經(jīng)過DVB-C的后續(xù)處理后，經(jīng)由信道發(fā)送到接收端。本發(fā)明利用分級調(diào)制技術(shù)為信道狀況較好的用戶提供了疊加數(shù)據(jù)的傳輸通道，較大提升了DVB-C系統(tǒng)的傳輸效率。本發(fā)明還提供一種對應(yīng)所述分級調(diào)制傳輸方法的接收方法。
【專利說明】—種兼容DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸及接收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種兼容DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸及接收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]DVB-C標(biāo)準(zhǔn)是第一代數(shù)字電視有線傳輸標(biāo)準(zhǔn)，其星座映射為16階至256階QAM映射，信道編碼為碼率188/204的Reed-Solomn碼，碼長為204字節(jié)。當(dāng)前，DVB-C已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。然而，受標(biāo)準(zhǔn)制當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制，信道傳輸效率較低，例如，在信噪比為24.5dB的AWGN信道下，DVB-C的工作模式為64-QAM和碼率188/204的Reed-Solomn碼，傳輸效率為每個(gè)星座符號攜帶6*188/204 = 5.53個(gè)有效數(shù)據(jù)比特(即5.53比特/符號)。
[0003]第二代數(shù)字電視有線傳輸標(biāo)準(zhǔn)DVB-C2已經(jīng)發(fā)布。DVB-C2的星座映射為16階至4096階QAM映射，信道編碼為碼率從1/2到9/10的LDPC碼，碼長為64800比特或16200比特。在信噪比24.5dB的AWGN信道下，DVB-C2的工作模式為256-QAM和碼率9/10的LDPC碼，傳輸效率為每個(gè)星座符號攜帶7.2個(gè)有效數(shù)據(jù)比特(即7.2比特/符號)，傳輸效率大大提聞。
[0004]由于DVB-C采用的編碼調(diào)制技術(shù)不夠先進(jìn)，導(dǎo)致傳輸效率較低。但是DVB-C的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)大量部署，DVB-C的接收端數(shù)量眾多，然而，DVB-C2與DVB-C標(biāo)準(zhǔn)不兼容，導(dǎo)致DVB-C的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級困難。
[0005]因此，有線電視的運(yùn)營商，特別是已經(jīng)大量部署DVB-C網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商，希望能獲得一種傳輸方法，在兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，有效提高傳輸效率，以滿足更多業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枨?，如傳輸超高清?shù)字電視(Ultra-HDTV)節(jié)目。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的傳輸方法及接收方法，可以在現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提高傳輸效率。
[0007]本發(fā)明提出了一種兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法，包括以下步驟:
[0008]S1、根據(jù)傳輸需求，選擇分級調(diào)制的基本星座映射、疊加星座映射和分級調(diào)制的疊加方式，得到分級調(diào)制的復(fù)合星座映射；
[0009]S2、對基本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行DVB-C編碼和交織，得到待傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)的交織比特；
[0010]S3、對疊加數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比特依次進(jìn)行信道編碼及比特交織，得到疊加數(shù)據(jù)的交織比特；
[0011]S4、根據(jù)所述分級調(diào)制的復(fù)合星座映射，對基本數(shù)據(jù)的交織比特和疊加數(shù)據(jù)的交織比特進(jìn)行星座映射，得到復(fù)合星座符號；
[0012]S5、對所述復(fù)合星座符號經(jīng)過DVB-C的后續(xù)處理后，經(jīng)由信道發(fā)送到信道的接收端。[0013]本發(fā)明還提供一種基于兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法的接收方法，包括以下步驟:
[0014]B1:對于基本接收機(jī)，根據(jù)接收符號和信道狀態(tài)信息，利用所述基本星座映射進(jìn)行解調(diào)解碼，得到基本數(shù)據(jù)比特的解碼結(jié)果。
[0015]B2:對于增強(qiáng)接收機(jī)，根據(jù)接收符號和信道狀態(tài)信息，利用所述復(fù)合星座映射進(jìn)行解映射解碼，同時(shí)得到基本數(shù)據(jù)比特和疊加數(shù)據(jù)比特的解碼結(jié)果。
[0016]本發(fā)明提供的一種兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法及接收方法，可以為有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)接收端同時(shí)提供基本數(shù)據(jù)和疊加數(shù)據(jù)，同時(shí)不影響已有接收端正常接收基本數(shù)據(jù)，使有線電視運(yùn)營商可以在提高頻道傳輸效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)平滑過渡。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例中兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法流程圖。
[0018]圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例中一個(gè)1024階的復(fù)合星座映射示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明較 佳實(shí)施例中兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法的接收方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面對于本發(fā)明所提出的一種兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法及接收方法，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明。
[0021]如圖1所示，是本發(fā)明兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法流程圖，具體包括以下步驟:
[0022]步驟S1:根據(jù)傳輸需求，選擇分級調(diào)制的基本星座映射、疊加星座映射和分級調(diào)制的疊加方式，得到分級調(diào)制的復(fù)合星座映射。
[0023]所述傳輸需求包括基本數(shù)據(jù)和疊加數(shù)據(jù)在給定信道下的信噪比門限和傳輸速率等。例如在AWGN信道下的基本數(shù)據(jù)和疊加數(shù)據(jù)的信噪比門限分別為24dB和33dB。
[0024]所述基本數(shù)據(jù)是指通過DVB-C網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)，所述疊加數(shù)據(jù)獨(dú)立于所述基本數(shù)據(jù)，是指為了增加DVB-C網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率而需要額外攜帶的數(shù)據(jù)。
[0025]所選擇的基本星座映射是符合DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的Mtl階的QAM星座映射，其中Mtl = 16~256，如Mtl = 16、64或256，所選擇的疊加星座映射為M1階的QAM星座映射，其中,M1 = 4~256，如M1 = 4，16，64或其它合適的值。因此，復(fù)合星座映射為M = M0^M1階的QAM星座映射。例如，若Mtl = 16，M1 = 64，則復(fù)合星座映射是1024階的非均勻QAM星座圖，如圖2所
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[0026]進(jìn)一步的，步驟SI中還需選擇基本星座映射與疊加星座映射的星座圖中星座點(diǎn)的形狀分布以及數(shù)據(jù)比特到星座點(diǎn)的映射規(guī)則。
[0027]進(jìn)一步地，每個(gè)M階的復(fù)合星座映射符號X，攜帶log2(M)個(gè)數(shù)據(jù)比特，其中l(wèi)og2(M0)個(gè)數(shù)據(jù)比特對應(yīng)Mtl階基本星座符號Xtl，攜帶所述基本數(shù)據(jù)JogZ(M1)個(gè)數(shù)據(jù)比特對應(yīng)M1階疊加星座符號X1，攜帶所述疊加數(shù)據(jù)。符號XaXc^PX1均為復(fù)數(shù)符號。所述基本星座映射和疊加星座映射的疊加方式為:
[0028]X = X(l+a*X1。[0029]其中，實(shí)數(shù)a是疊加因子，例如a = 0.216，Xtl和X1均為能量歸一化的復(fù)數(shù)符號。另外，Xci有M1種取值,每個(gè)Xtl取值對應(yīng)的M1階疊加星座映射可以相同也可以不同。如果每個(gè)Xtl取值對應(yīng)的M1階疊加星座映射相同，則X1取值與Xtl取值無關(guān)，符號X是Xtl與X1的簡單線性疊加方式。反之，如果每個(gè)Xtl取值對應(yīng)的M1階疊加星座映射不同，則X1取值與Xtl取值相關(guān)，可以生成多種疊加方式；這種情況下，精心設(shè)計(jì)疊加方式可以使X、X0和X1均滿足格雷映射，有助于信道接收端解調(diào)的簡化和傳輸效率的提高。
[0030]步驟S2:對基本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行DVB-C編碼和交織，得到待傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)的交織比特。
[0031]步驟S3:對疊加數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比特依次進(jìn)行信道編碼及比特交織，得到疊加數(shù)據(jù)的交織比特。本實(shí)施例中，疊加數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比特可以采用先進(jìn)的信道編碼和比特交織技術(shù)，以提高傳輸效率。
[0032]步驟S4:根據(jù)所述分級調(diào)制的復(fù)合星座映射，對基本數(shù)據(jù)的交織比特和疊加數(shù)據(jù)的交織比特進(jìn)行星座映射，得到復(fù)合星座符號。如圖2所示，每4個(gè)比特的基本數(shù)據(jù)的交織比特和每6個(gè)比特疊加數(shù)據(jù)的交織比特經(jīng)復(fù)合星座映射后，得到一個(gè)復(fù)合星座符號。
[0033]步驟S5:對所述復(fù)合星座符號經(jīng)過DVB-C的后續(xù)處理后，經(jīng)由信道發(fā)送到一個(gè)信道接收端裝置。所述DVB-C的后續(xù)處理為傳統(tǒng)DVB-C系統(tǒng)中星座符號的后續(xù)處理操作。
[0034]利用本發(fā)明上述兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法，對于基本星座映射的16QAM信號，采用符合DVB-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的信道編碼和比特交織，在沒有疊加信號(即a = O)下，AWGN信道的解調(diào)解碼門限為17.5dB ;在疊加因子a = 0.216的64QAM疊加信號下，由于疊加信號形成的干擾，AWGN信道的解調(diào)解碼門限上升為24.0dB，仍然滿足傳輸要求。對于疊加信號的64QAM信號，信道容量分析表明，信噪比門限為29.7dB時(shí)，疊加星座映射的信道容量為每符號攜帶5比特信息，即信道編碼碼率可選擇為5/6 ;采用先進(jìn)的信道編碼和比特交織，預(yù)計(jì)具體實(shí)現(xiàn)的損失不大于3dB，即實(shí)際系統(tǒng)在信噪比門限為32.7dB時(shí)，可以解調(diào)碼率為5/6的64QAM疊加星座映射攜帶的疊加數(shù)據(jù)，滿足傳輸要求。
[0035]綜上所述，采用上述傳輸方法，信噪比為24.0dB時(shí)，可解調(diào)16QAM的基本數(shù)據(jù)，傳輸速率為4*188/204 = 3.69比特/符號；信噪比為33dB時(shí)，可同時(shí)解調(diào)16QAM的基本數(shù)據(jù)和64QAM的疊加數(shù)據(jù)，傳輸速率提升為4*188/204+6*5/6 = 8.69比特/符號。
[0036]作為對比，傳統(tǒng)的DVB-C傳輸系統(tǒng)，信噪比為24.0dB時(shí)，可解調(diào)64QAM的基本數(shù)據(jù)，傳輸速率為6*188/204 = 5.53比特/符號；信噪比為33dB時(shí)，由于傳輸模式固定，傳輸速率仍然為6*188/204 = 5.53比特/符號?？梢?，本發(fā)明上述傳輸方法使得DVB-C系統(tǒng)的傳輸效率大大提高，從而可以解決現(xiàn)有DVB-C網(wǎng)絡(luò)向高效傳輸?shù)钠交^渡問題。
[0037]如圖3所示，是本發(fā)明基于兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法的接收方法，具體包括:
[0038]步驟B1:對于基本接收機(jī)，根據(jù)接收的復(fù)合星座符號和信道狀態(tài)信息，利用所述基本星座映射進(jìn)行解調(diào)解碼，得到基本數(shù)據(jù)比特的解碼結(jié)果。所述基本接收機(jī)是指傳統(tǒng)DVB-C系統(tǒng)的接收機(jī)。
[0039]步驟B2:對于增強(qiáng)接收機(jī)，根據(jù)接收的復(fù)合星座符號和信道狀態(tài)信息，利用所述復(fù)合星座映射進(jìn)行解映射解碼，同時(shí)得到基本數(shù)據(jù)比特和疊加數(shù)據(jù)比特的解碼結(jié)果。所述增強(qiáng)接收機(jī)是指采用本發(fā)明的DVB-C系統(tǒng)，支持符合星座映射解調(diào)的接收機(jī)。[0040]進(jìn)一步地，所述步驟B1、B2中，所述數(shù)據(jù)比特的解碼結(jié)果優(yōu)選為所述數(shù)據(jù)比特的軟判決信息。
[0041]采用分級調(diào)制技術(shù)后，傳統(tǒng)DVB-C的接收機(jī)，即所述基本接收機(jī))，仍然能夠解調(diào)基本星座映射，使得原有用戶得到基本數(shù)據(jù)。疊加星座映射僅相當(dāng)于信道的額外干擾，支持復(fù)合星座映射解調(diào)的接收機(jī)，即所述的增強(qiáng)接收機(jī))，能夠識別并解調(diào)采用分級調(diào)制的復(fù)合星座映射，可同時(shí)解調(diào)出基本數(shù)據(jù)和疊加數(shù)據(jù)，使得新增用戶得到基本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到額外的數(shù)據(jù)，因此傳輸速率得到提高。
[0042]另一方面，疊加數(shù)據(jù)可以采用先進(jìn)的信道編碼和比特交織等技術(shù)，部分滿足了傳輸效率提高的需求。其中，采用傳統(tǒng)DVB-C編碼調(diào)制的基本數(shù)據(jù)，傳輸效率仍然不高。
[0043]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法，其特征在于，包括有: 51、根據(jù)傳輸需求，選擇分級調(diào)制的基本星座映射、疊加星座映射和分級調(diào)制的疊加方式，得到分級調(diào)制的復(fù)合星座映射； 52、對基本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行DVB-C編碼和交織，得到待傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)的交織比特； 53、對疊加數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比特依次進(jìn)行信道編碼及比特交織，得到疊加數(shù)據(jù)的交織比特； 54、根據(jù)所述分級調(diào)制的復(fù)合星座映射，對基本數(shù)據(jù)的交織比特和疊加數(shù)據(jù)的交織比特進(jìn)行星座映射，得到復(fù)合星座符號；及 55、對所述復(fù)合星座符號經(jīng)過DVB-C的后續(xù)處理后，經(jīng)由信道發(fā)送到信道的接收端。
2.如權(quán)利要求1所示的兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法，其特征在于，所述傳輸需求包括基本數(shù)據(jù)和疊加數(shù)據(jù)在給定信道下的信噪比門限和傳輸速率。
3.如權(quán)利要求1所示的兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法，其特征在于，所述基本星座映射是符合DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的Mtl階的QAM星座映射，其中Mtl = 16?256 ;所述疊加星座映射為M1階的QAM星座映射，其中，M1 = 4?256。
4.如權(quán)利要求3所示的兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法，其特征在于，所述疊加方式滿足公式X = Xfa-X1，其中實(shí)數(shù)a是疊加因子，X為復(fù)合星座映射符號，Xtl為基本星座符號，X1為疊加星座符號，且Xtl和X1均為能量歸一化的復(fù)數(shù)符號，其中，Xtl有M1種取值，當(dāng)每個(gè)Xtl取值對應(yīng)的M1階疊加星座映射相同時(shí)，X1取值與Xtl取值無關(guān)，當(dāng)每個(gè)Xtl取值對應(yīng)的M1階疊加星座映射不同時(shí)，X1取值與Xtl取值相關(guān)。
5.如權(quán)利要求1所示的兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法，其特征在于，步驟SI中還需選擇基本星座映射與疊加星座映射的星座圖中星座點(diǎn)的形狀分布以及數(shù)據(jù)比特到星座點(diǎn)的映射規(guī)則。
6.如權(quán)利要求1所示的兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法，其特征在于，所述基本數(shù)據(jù)是指通過DVB-C網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)，所述疊加數(shù)據(jù)獨(dú)立于基本數(shù)據(jù)，是指為了增加DVB-C網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率而需要額外攜帶的數(shù)據(jù)。
7.一種基于兼容現(xiàn)有DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的分級調(diào)制傳輸方法的接收方法，其特征在于，包括有: B1:對于基本接收機(jī)，根據(jù)接收符號和信道狀態(tài)信息，利用所述基本星座映射進(jìn)行解調(diào)解碼，得到基本數(shù)據(jù)比特的解碼結(jié)果； B2:對于增強(qiáng)接收機(jī)，根據(jù)接收符號和信道狀態(tài)信息，利用所述復(fù)合星座映射進(jìn)行解映射解碼，同時(shí)得到基本數(shù)據(jù)比特和疊加數(shù)據(jù)比特的解碼結(jié)果。
8.如權(quán)利要求7所示的接收方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)比特的解碼結(jié)果為所述數(shù)據(jù)比特的軟判決信息。
【文檔編號】H04L1/00GK103957432SQ201410201797
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】彭克武, 金黃平, 宋健 申請人:深圳清華大學(xué)研究院, 清華大學(xué)