专利名称：在t－mmb系统中应用分层调制技术的方法
技术领域：
本发明提供一种发射/接收移动多媒体数字广播系统(T-MMB)服务的方法，更具体的说，一种对T-MMB业务采用分层调制技术发射/接收的方法。
背景技术：
随着生活水平的提高，人们对广播音质的要求也越来越高。于是广播开始从AM到FM的变革，从模拟广播到数字广播的革新。特别是数字广播的出现成为广播发展史上的一个转折点，就这个领域来讲具有革命性的意义。数字广播的产生实际上是为了克服以前FM广播所提供的声音在质量上的局限性，目前数字音频广播(DAB)已经在欧洲、加拿大、美国等地运营，而我国在这一方面也做出了很多有益性的尝试。
地面移动多媒体广播(Terrestrial Mobile MultimediaBroadcasting，T-MMB)系统兼容数字音频广播DAB，支持更高阶的调制方式，如8DPSK或16DAPSK，提高了频谱利用率，运用时分复用方法在和DAB相同的带宽内可以传输更多节目。T-MMB业务除了支持原来的卷积编码外还采用更先进的LDPC编码，纠错能力更强。
在T-MMB系统中运用时分复用的方法可在多个子信道中同时传输DAB业务，DAB-IP业务，T-DMB业务和T-MMB业务，如图1所示，兼容性较好。
参考图2，T-MMB系统中除了支持原来的卷积编码外还采用更先进的LDPC编码，纠错能力更强且信道编码更为灵活。
参考图3，T-MMB系统支持更高阶的调制方式，如8DPSK或16DAPSK，提高了频谱利用率，这样在和DAB相同的带宽内可以传输更多节目。
由于发射功率的限制或复杂的地面环境以及高阶调制所带来的影响，在某些地方用户不能正常接收服务。本发明对T-MMB系统的业务采用分层调制技术，使得用户可以在信号好时接收高优先级和低优先级的码流，信号不好时只接收高优先级的码流，增加了组网的灵活性。
发明内容
本发明提供一种在T-MMB系统中对T-MMB业务采用分层调制技术的方法，包括分层调制的调制方法采用16DAPSK/32DAPSK/64DAPSK；在T-MMB系统中修改FIG0/15中的字段指示是否采用分层调制；增加新的FIG数据区域用于表示分层调制时的参数；在发射端，T-MMB业务经过TS流分离器分离出高优先级码流和低优先级码流，两种码流分别经过各自的条件接入控制、能量扩散、信道编码后交织为一组码流，然后根据FIC中的分层信息进行映射，进而通过差分调制、OFDM调制、D/A转换、前端至天线发射出去；
在接收端，调谐器级根据解码FIC中的信息，主要是业务组织区和子信道组织区的快速信息，过滤出分层调制所有的参数，根据得到的分层调制信息去解码各个子信道。如果接收信号比较好，就解码高优先级码流和低优先级码流然后送入信源解码器；如果信号不好，就只解码高优先级码流然后送入信源解码器；高优先级码流和低优先级码流进不同的子信道，有不同的子信道标识符(SubChId)。
按照上述的方法，其特征在于进一步包括用于指示是否进行分层调制以及分层调制参数的T-MMB业务子信道结构包括在构成FIC的FIB(快速信息块)的FIG(快速信息组)数据区域中。
按照上述的方法，其特征在于进一步包括是否进行分层调制，在T-MMB系统的FIG0/15中用调制类型(ModuType)字段指示，原来11为预留，现在11用来指示在T-MMB系统中采用分层调制技术。
按照上述的方法，其特征在于进一步包括分层调制参数可以新增FIG数据区域表示。其设计方法为新增FIG的数据区域(data field)第一个字节同类型0，其后某个扩展的区域自己定义；数据区域选在FIG类型0扩展15、FIG类型0扩展30、FIG类型0扩展7、FIG类型0扩展12、FIG类型0扩展20、FIG类型0扩展23、FIG类型0扩展29、FIG类型3、FIG类型4组成的组的至少一个；目前使用FIG类型0扩展23-FIG0/23。
按照上述的方法，其特征在于进一步包括分层调制参数在FIG类型0扩展23中用HP SubChId字段、LP SubChId字段、ModuType字段、βvalue字段指示。其中HP SubChId字段指示高优先级码流所在的子信道；LP SubChId字段指示低优先级码流所在的子信道。ModuType字段指示分层调制所用的调制方式；βvalue字段指示分层调制所用的调制因子。
按照上述的方法，其特征在于进一步包括FIG类型0扩展23中ModuType字段指示T-MMB系统中使用分层调制技术时所用的调制方式，具体是指16DAPSK/32DAPSK/64DAPSK。其中高优先级码流在星座图上表示为象限，用2比特表示。
按照上述的方法，其特征在于进一步包括如果FIG类型0扩展15中用分层调制指示符宇段指示进行分层调制，则在FIG类型0扩展23的HP SubChId字段中填入高优先级子信道的SubChId，在LP SubChId字段中填入低优先级子信道的SubChId。
按照上述的方法，其特征在于进一步包括增加TS流分离器一个，新增16APSK、32APSK、64APSK符号映射器各1个。新增的16APSK符号映射器与T-MMB系统中原有的16APSK符号映射器不同，新增的16APSK在星座图上相邻象限的相邻两点的距离与同一象限内相邻两点的距离不一定相等，由调制因子确定。新增的32APSK、64APSK在星座图上相邻象限的相邻两点的距离与同一象限内相邻两点的距离也不一定相等，由调制因子确定。
图1是T-MMB系统的发射框2是T-MMB系统服务通道流程3是T-MMB系统中使用多种调制方式的方法流程3中在模式I时，使用每个复用器的4个输入；在模式IV时，只使用每个复用器的2个输入。
图4是在T-MMB系统中的应用分层调制技术的系统发射框5是T-MMB系统中使用分层调制技术后采用多种调制方式的方法流程5中在模式I时，使用每个复用器的4个输入；在模式IV时，只使用每个复用器的2个输入。符号映射时的上标*表示采用分层调制的映射方式图6是T-MMB业务子信道的结构6中各个标识的含义如下Sub-channel子信道；Sub-ChId子信道标识符；Start Address开始地址；ModuType调制类型；CodingType信道编码类型；Rfu保留为将来用；Sub-channel field子信道区域-PL保护等级；-Sub-channel Size子信道大小。
图7是在T-MMB系统中的应用分层调制技术的分层调制参数的结构7中各个标识的含义如下Sub-channel子信道；HP Sub-ChId分层调制中高优先级码流子信道标识符；LP Sub-ChId分层调制中低优先级码流子信道标识符；βvalue分层调制的调制因子；ModuType分层调制的调制类型。
图8是T-MMB系统中的16APSK的星座9是在T-MMB系统中的应用分层调制技术的16APSK的星座10是在T-MMB系统中的应用分层调制技术的32APSK的星座图，其中幅度为4种图11是在T-MMB系统中的应用分层调制技术的32APSK的星座图，幅度为2种图12是在T-MMB系统中的应用分层调制技术的64APSK的星座图具体实施方式
现在，将详细说明本发明的优选的实施例。
通过对T-MMB业务采用分层调制技术发射/接收T-MMB服务的具体实施方法被解释如下FIG0/15在DAB中是预留的，T-MMB系统中用来指示新业务的子信道信息，如图6所示其ModuType字段用于指示调制方法，其11字段含义是预留的，现修改为11指示分层调制，具体如下ModuType(调制类型)这个2比特标记用来指示调制方式，具体如下b1b00 0DQPSK；0 18DPSK；1 016DAPSK；1 1采用分层调制。
FIG0/23在DAB中是预留的，现用来指示在T-MMB系统中应用分层调制的参数信息，如图7所示，具体如下HP SubChId(子信道标识符)这个6比特区域编码为无符号的二进制数，用来指示某个高优先级码流所在的子信道。
LP SubChId(子信道标识符)这个6比特区域编码为无符号的二进制数，用来指示某个低优先级码流所在的子信道。
ModuType(调制类型)这个2比特标记用来指示调制方式，具体如下b1b00 016DAPSK，如图9所示0 132DAPSK，如图10、图11所示1 064DAPSK，如图12所示1 1预留βvalue(调制因子)这个2比特区域编码为无符号的二进制数，指示分层调制的间隔参数。如图9、图10、图11、图12所示，β＝θ1/θ2。大小定义如下b1b00 0 β＝10 1 β＝21 0 β＝41 1 预留在发射端，在T-MMB中采用分层调制技术的系统框图如图4、图5所示。T-MMB业务经过TS分离器分出高优先级码流和低优先级码流，将高优先级码流和低优先级码流放入不同的子信道，同时在FIG0/15的ModuType字段填入11表示分层调制，然后在FIG0/23填入高优先级码流和低优先级码流所在子信道的标识符、调制方法(假设选取16DAPSK)、分层因子(假设选2)等，再经过各自相应的编码后和快速信息通道中的编码信息一起进入传输帧复用器，随后映射时映射成图9所示θ1/θ2＝2的星座图，其中高优先级码流映射为相位，如图中所示的第2、3位，低优先级则映射为图中所示的第1、4位，这样由于相邻两个象限的相邻两个点的距离拉大，就有效的降低了高优先级码流在接收端误判的概率。最后经过差分调制、OFDM调制后通过天线发射出去。
在接收端，调谐器级根据解码快速信息(FIC)，主要是业务组织区和子信道组织区的快速信息FIG类型0扩展15中用ModuType字段指示是否进行分层调制。如果进行分层调制，则在FIG类型0扩展23中找出HP SubChId字段和LP SubChId字段所标识的子信道，然后提取出ModuType字段指示分层调制所用的调制方式；βvalue字段指示分层调制所用的调制因子，然后根据上述参数进行差分解码。如果接收的信号比较好，就解码高优先级码流和低优先级码流然后送入信源解码器解码；如果接收的信号不好，就只解码高优先级码流然后送入信源解码器解码。
在T-MMB系统中采用分层调制技术的16APSK符号映射如图9。
对每个OFDM符号，4K-bit的矢量(pl，n)n＝04K-1(其中pl，n参见ETSI EN300 401[1]14.4.2节)需要通过以下方式映射成K个16APSK符号ql,m=Al,mejΦl,m,]]>m＝0，1，2，...，K-1其中K是子载波数，Al,m=αpl,4m,]]>Φl，m如表1所示表1 16APSK相位映射
其中分层调制的32APSK符号映射如图10、图11，图10是幅度为四种的星座图，图11是幅度为两种的星座图。
先看图10对每个OFDM符号，5K-bit的矢量(pl，n)n＝05K-1(其中pl，n参见ETSI EN300 401[1]14.4.2节)需要通过以下方式映射成K个32APSK符号ql,m=Al,mejΦl,m,]]>m＝0，1，2，...，K-1其中K是子载波数，Φl，m如表2所示，Al，m如表3所示表2 32APSK相位映射
表3 幅度映射
再看图11对每个OFDM符号，5K-bit的矢量(pl，n)n＝05K-1(其中pl，n参见ETSI EN300 401[1]14.4.2节)需要通过以下方式映射成K个32APSK符号ql,m=Al,mejΦl,m,]]>m＝0，l，2，...，K-1其中K是子载波数，Al,m=αpl,5m,]]>Φl，m如表4所示表4 32APSK相位映射
分层调制的64APSK符号映射如图12所示。
对每个OFDM符号，6K-bit的矢量(pl，n)n＝06K-1通过以下方式映射成K个64APSK符号ql,m=Al,mejΦl,m,]]>m＝0，l，2，...，K-1其中其中K是子载波数，Φl，m如表5所示，Al，m如表6所示。
表5 64APSK相位映射
表6 幅度映射
2.在T-MMB系统中采用分层调制技术的频率交织频率交织是将16APSK/32APSK/64APSK符号按照特定的顺序进行星座点映射，不同的传输模式有不同的交织规则，公式如下yl，k＝ql，n，l＝2，3，4，…，L以及k＝F(n)。
具体见ETSI EN 300 401。
3.在T-MMB系统中采用分层调制技术的差分调制由相位参考符号生成器生成PRS信号，作为传输帧的第二个OFDM符号，为后续OFDM符号进行差分调制提供参考相位。
16DAPSK是差分幅度与相位相结合调制方案，其幅度与相位分别独立进行差分调制。其幅度按2 DASK进行调制，相位按8DPSK进行调制。
差分调制在相邻的两个OFDM符号的同个子载波上进行，按如下公式进行zl-1,k=RL·αpl-1,4k′·ejΦl-1,k′]]>yl,k=αpl,4k′·ejΦl,k′]]>zl,k=RL·α(pl-1,4k′+pl,4k′)mod2·ej(Φl-1,k′+Φl,k′),]]>l＝2，3，4，…，L，-K/2≤k≤K/2其中RL表示16DAPSK的内环幅度；pl-1，4k′，pl，4k′表示频域交织后的比特；Φl-1，k′，Φl，k′表示频域交织后的相位信息。
32DAPSK是差分幅度与相位相结合调制方案，其幅度与相位分别独立进行差分调制。如图10、图11所示，分为两种调制方法，一种是幅度按4DASK进行调制，相位按8DPSK进行调制；另一种是幅度按2DASK进行调制，相位按16DPSK进行调制。
先说第一种差分调制在相邻的两个OFDM符号的同个子载波上进行，按如下公式进行zl-1,k=RL·Al-1,k′·ejΦl-1,k′]]>yl,k=Al,k′·ejΦl,k′]]>zl,k=RL·Al,k′·ej(Φl-1,k′+Φl,k′),]]>l＝2，3，4，...，L，-K/2≤k≤K/2其中RL表示32DAPSK的内环幅度；Φl-1，k′、Φl，k′表示频域交织后的相位信息；Al，k′如表7所示表7 幅度映射
pl-1，5k′，pl，5k′表示频域交织后的比特；。
再说另一种差分调制在相邻的两个OFDM符号的同个子载波上进行，按如下公式进行zl-1,k=RL·αpl-1,5k′·ejΦl-1,k′]]>yl,k=αpl,5k′·ejΦl,k′]]>zl,k=RL·α(pl-1,5k′+pl,5k′)mod2·ej(Φl-1,k′+Φl,k′),]]>l＝2，3，4，...，L，-K/2≤k≤K/2其中RL表示32DAPSK的内环幅度；pl-1，5k′，pl，5k′表示频域交织后的比特；Φl-1，k′，Φl，k′表示频域交织后的相位信息。
64DAPSK也是差分幅度与相位相结合调制方案，其幅度与相位分别独立进行差分调制。其幅度按4DASK进行调制，相位按16DPSK进行调制。
差分调制在相邻的两个OFDM符号的同个子载波上进行，按如下公式进行zl-1,k=RL·Al-1,k′·ejΦl-1,k′]]>yl,k=Al,k′·ejΦl,k′]]>zl,k=RL·Al,k′·ej(Φl-1,k′+Φl,k′),]]>l＝2，3，4，...，L，-K/2≤k≤K/2其中RL表示64DAPSK的内环幅度；Φl-1，k′、Φl，k′表示频域交织后的相位信息；Al，k′如表8所示表8 幅度映射
pl-1，6k′，pl，6k′表示频域交织后的比特。
权利要求
1.一种在T-MMB系统中采用分层调制技术的方法，包括分层调制的调制方法采用16DAPSK/32DAPSK/64DAPSK；在T-MMB系统中修改FIG0/15中的字段指示是否采用分层调制；增加新的FIG数据区域用于表示分层调制时的参数；在发射端，T-MMB业务经过TS流分离器分离出高优先级码流和低优先级码流，两种码流分别经过各自的条件接入控制、能量扩散、信道编码后交织为一组码流，然后根据FIC中的分层信息进行映射，进而通过差分调制、OFDM调制、D/A转换、前端至天线发射出去；在接收端，调谐器级根据解码FIC中的信息，主要是业务组织区和子信道组织区的快速信息，过滤出分层调制所有的参数，根据得到的分层调制信息去解码各个子信道；如果接收信号比较好，就解码高优先级码流和低优先级码流然后合起来送入信源解码器；如果信号不好，就只解码高优先级码流然后送入信源解码器；高优先级码流和低优先级码流进不同的子信道，有不同的子信道标识符(SubChId)。
2.如权利要求1所述的在T-MMB系统中采用分层调制技术的方法，其特征在于进一步包括用于指示是否进行分层调制以及分层调制参数的T-MMB业务子信道结构包括在构成FIC的FIB(快速信息块)的FIG(快速信息组)数据区域中。
3.如权利要求2所述的在T-MMB系统中采用分层调制技术的方法，其特征在于进一步包括是否进行分层调制，在T-MMB系统的FIG0/15中用调制类型(ModuType)字段指示，原来11为预留，现在11用来指示在T-MMB系统中采用分层调制技术。
4.如权利要求2所述的在T-MMB系统中采用分层调制技术的方法，其特征在于进一步包括分层调制参数可以新增FIG数据区域表示；其设计方法为新增FIG的数据区域(datafield)第一个字节同类型0，其后某个扩展的区域自己定义；数据区域选在FIG类型0扩展15、FIG类型0扩展30、FIG类型0扩展7、FIG类型0扩展12、FIG类型0扩展20、FIG类型0扩展23、FIG类型0扩展29、FIG类型3、FIG类型4组成的组的至少一个；目前使用FIG类型0扩展2 3-FIG0/23。
5.如权利4所述的在T-MMB系统中采用分层调制技术的方法，其特征在于进一步包括分层调制参数在FIG类型0扩展23中用HP SubChId字段、LP SubChId字段、ModuType字段、βvalue字段指示；其中HP SubChId字段指示高优先级码流所在的子信道；LP SubChId字段指示低优先级码流所在的子信道；ModuType字段指示分层调制所用的调制方式；β value字段指示分层调制所用的调制因子的大小。
6.如权利5所述的在T-MMB系统中采用分层调制技术的方法，其特征在于进一步包括FIG类型0扩展23中ModuType字段指示T-MMB系统中使用分层调制技术时所采用的调制方式，具体是指16DAPSK/32DAPSK/64DAPSK；其中高优先级码流在星座图上表示为象限，用2比特表示。
7.如权利要求3所述的在T-MMB系统中采用分层调制技术的方法，其特征在于进一步包括如果FIG类型0扩展15中用分层调制指示符字段指示进行分层调制，则在FIG类型0扩展23的HP SubChId字段中填入高优先级子信道的SubChId，在LP SubChId字段中填入低优先级子信道的SubChId。
8.按照权利要求1所述的T-MMB系统中使用分层调制方式技术，其特征在于进一步包括增加TS流分离器一个，新增16APSK、32APSK、64APSK符号映射器各1个；新增的16APSK符号映射器与T-MMB系统中原有的16APSK符号映射器不同，新增的16APSK在星座图上相邻象限的相邻两点的距离与同一象限内相邻两点的距离不一定相等，由调制因子确定；新增的32APSK、64APSK在星座图上相邻象限的相邻两点的距离与同一象限内相邻两点的距离也不一定相等，由调制因子确定。
全文摘要
本发明提供一种在移动多媒体数字广播(T－MMB)系统中采用分层调制技术发射/接收服务的方法。该方法包括发射端T－MMB业务经过TS流分离器分离出高优先级码流和低优先级码流，两种码流经过各自的条件接收控制、能量扩散、信道编码后交织为一组码流，然后根据快速信息信道(FIC)中的分层信息进行映射，进而通过OFDM调制、D/A转换、前端至天线发射出去。接收端在调谐器级根据解码FIC，主要是业务组织区和子信道组织区的信息，过滤出分层调制所需要的参数，根据得到的分层调制信息去解码各个子信道。如果接收信号比较好，就解码高优先级码流和低优先级码流；如果不好，就只解码高优先级码流，增加了组网灵活性。
文档编号H04H1/00GK101022446SQ20061013786
公开日2007年8月22日 申请日期2006年11月8日 优先权日2006年11月8日
发明者鲍东山, 王桥, 张 荣, 沈峰磊, 袁君 申请人:鲍东山