专利名称：：一种数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法
技术领域：
：本发明属于移动通信领域，更具体地涉及一种数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法。
背景技术：
：数字广播抗噪声移动信号发射机传输技术是数字电视移动数字广播系统的关键技术，对于整个系统性能起着决定性的作用，是大家重点研究的对象。因正交频分复用(OFDM)多载波传输技术具有结构简单，频谱利用率高，可以抗频率选择性和信道时变等诸多优点而倍受大家的关注并得到深入的研究和在Xdsl、宽带移动通信、宽带移动局域网、数字电视移动数字广播等诸多领域中的广泛应用。OFDM信号较高的峰均功率比(PAPR)对放大器和数模转换器的线性范围有很高的要求，如果系统的线性范围不能满足信号的变化，则会造成信号畸变，使信号频谱发生变化，从而导致子信道之间的正交性遭到破坏，产生相互干扰，使系统性能恶化。因此，必须要考虑如何减小OFDM信号中大峰值功率信号的出现概率并降低非线性失真影响的解决方案。低密度奇偶校验(LowDensityParityCheck,LDPC)码是一种用于在噪声传输信道中传输信息并执行前向纠错(FEC，ForwardErrorCorrection)的纠错码。LDPC编码是一种能使数据传输速率接近理论最大值，即香农极限的编码方案。采用单频网的组网模式可以大大提高数字电视数字广播移动传输系统的频谱利用率。在实际单频网通信环境中，数字电视数字广播移动通信系统性能受到同步时间、时钟抖动、信道衰落、信道干扰等因素的影响。数字广播单频网抗噪声移动信号发射机传输方法是实现可靠数字电视数字广播单频网移动传输的关键技术。利用数字电视数字广播单频网移动传输系统提供无偿电视广播、有偿电视广播、保密信息传输、多媒体增值服务等可控制多业务是新一代数字电视数字广播移动传输系统满足社会需求的体现。正是基于以上背景，本发明针对实际通信环境提出一种数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，可以满足高数据率可控制多业务数字电视数字广播单频网移动传输的需要。欲对专利背景作更深入的了解可参考以下文献资料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.
发明内容本发明针对高数据率可控制多业务数字电视数字广播单频网移动传输问题，提出了一种数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法。本发明提出的一种数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，其特征在于它包括下列步骤1)单频网的中心数据管理器将多媒体数据流经媒体数据处理器转换成比特流，利用反馈移位寄存器产生的扰码序列进行加扰处理以形成输入数据比特流；2)单频网的网络数据管理器将输入数据比特流经LDPC编码、码元调制与码元旋转后在频域上形成FFT编码数据块，FFT表示快速离散傅立叶变换，FFT编码数据块的长度为K；码元调制为QPSK、16QAM、64QAM和256QAM中的一种，码元调制的码元星座图映射方式采用格雷码映射；码元旋转通过对码元星座图旋转一定角度而实现，QPSK的码元星座图旋转角度为22.5度，16QAM的码元星座图旋转角度为11.25度，64QAM的码元星座图旋转角度为5.626度，256QAM的码元星座图旋转角度为2.8125度；3)单频网的网络数据管理器采用码率为1的空频编码器将在频域上形成的FFT编码数据块调制至单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机支路上形成空频调制FFT编码数据块，并调整各个数字广播抗噪声移动信号发射机支路的时间同步以保证网络中的所有发射机都在同一时间对空频调制FFT编码数据块进行处理；4)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机采用IFFT将空频调制FFT编码数据块变换为空频调制时域离散编码数据样值块Dtotal，IFFT表示快速离散傅立叶反变换；5)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机按顺序将空频调制时域离散编码数据样值块平分成两块，空频调制时域离散编码数据样值子块D1和空频调制时域离散编码数据样值子块D2,Dttrtal=[DijD2]；6)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机通过峰均功率比调整单元对空频调制时域离散编码数据样值子块D1、空频调制时域离散编码数据样值子块A进行信号加、减、共轭运算处理并重新合成新的空频调制时域离散编码数据样值块Dnrat，新的空频调制时域离散编码数据样值块Dnrat采用如下生成模式得到，生成模式1为Dmw=[D1,D2]，生成模式2为Dnew=Jd1,VIT^D1+D2)]，生成模式3为Dnew=Jd1,VIT^D1-Dj]，生成模式4为Dnew=[-^(D1+D2),D2]，生成模式5为Dnew=[VT72(D,-D2),D2]，生成模式6^Dnew=[VlT2(D1+D2),7172(0,-D2)],生成模式7为Dnew=[D^D2]，生成模式8为权利要求1.一种数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，其特征在于它包括下列步骤1)单频网的中心数据管理器将多媒体数据流经媒体数据处理器转换成比特流，利用反馈移位寄存器产生的扰码序列进行加扰处理以形成输入数据比特流；2)单频网的网络数据管理器将输入数据比特流经LDPC编码、码元调制与码元旋转后在频域上形成FFT编码数据块，LDPC表示低密度奇偶校验，FFT表示快速离散傅立叶变换，FFT编码数据块的长度为K；码元调制为QPSK、16QAM、64QAM和256QAM中的一种，码元调制的码元星座图映射方式采用格雷码映射；码元旋转通过对码元星座图旋转一定角度而实现，QPSK的码元星座图旋转角度为22.5度，16QAM的码元星座图旋转角度为11.25度，64QAM的码元星座图旋转角度为5.626度，256QAM的码元星座图旋转角度为2.8125度；3)单频网的网络数据管理器采用码率为1的空频编码器将在频域上形成的FFT编码数据块调制至单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机支路上形成空频调制FFT编码数据块，并调整各个数字广播抗噪声移动信号发射机支路的时间同步以保证网络中的所有发射机都在同一时间对空频调制FFT编码数据块进行处理；4)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机采用IFFT将空频调制FFT编码数据块变换为空频调制时域离散编码数据样值块Dtotal，IFFT表示快速离散傅立叶反变换；5)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机按顺序将空频调制时域离散编码数据样值块平分成两块，空频调制时域离散编码数据样值子块D1和空频调制时域离散编码数据样值子块D2，Dttrtal=[DijD2]；6)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机通过峰均功率比调整单元对空频调制时域离散编码数据样值子块D1、空频调制时域离散编码数据样值子块D2进行信号加、减、共轭运算处理并重新合成新的空频调制时域离散编码数据样值块Dmw，新的空频调制时域离散编码数据样值块Dnrat采用如下生成模式得到，生成模式1为Dmw=[D1,D2]，生成模式2为Dnew二[D1,VTT^D1+D2J，生成模式3为Dnew=[D15VTT^(D1-D2)]，生成模式4^Dnew=[7172(0,+D2),D2]，生成模式5为Dnew-[χ/Τ^Α-D2),D2]，生成模式6为Dnew=[VTT^D1+DjVITI(D1-D2)I，生成模式7为Dnew=D^1，D2]，生成模式8为Dnew=^1,^(Dt1+D2)],生成模式9为Dnew=，生成模式11^Dnew=IVITI(Dt1-D2)D2]，生成模式12为Dnew=[VI72(D*,+D2)^(Di1-D2)],比较12种生成模式合成的空频调制时域离散编码数据样值块Dnew，选取其中具有最低峰均功率比的降峰均功率比空频调制时域离散编码数据样值块D=，并将降峰均功率比空频调制时域离散编码数据样值块D=所对应采用的生成模式信息发送给业务指标序列设置单元，其中，Di1表示对空频调制时域离散编码数据样值子块D1的各空频调制时域离散编码数据样值进行共轭运算处理而得到的空频调制时域离散编码数据样值子块；7)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机将循环前缀作为保护间隔插入降峰均功率比空频调制时域离散编码数据样值块，形成降峰均功率比空频调制时域循环前缀离散编码数据样值块，作为帧体，循环前缀的长度为C，降峰均功率比空频调制时域循环前缀离散编码数据样值块的长度为C+K；8)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机将训练序列作为复数训练序列的实部序列、将业务指标序列设置单元所设置的业务指标序列作为复数训练序列的虚部序列，在时域上构成复数训练序列的离散样值块，训练序列、业务指标序列、复数训练序列的离散样值块的长度都为X，业务指标序列包含着并且唯一表达着数字广播抗噪声移动信号发射机的各系统参数和业务模式信息；9)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机将在时域上构成的复数训练序列的离散样值块在时域上连续重复2次形成时域重复训练序列离散样值块，作为帧头；10)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机将时域重复训练序列离散样值块即帧头插入到降峰均功率比空频调制时域循环前缀离散编码数据样值块即帧体，以形成信号帧；11)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机采用平方根升余弦滚降滤波器对信号帧的信号脉冲成形；12)单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机将基带信号上变频至载波上形成射频信号发射到空中无线信道；13)单频网中的数字广播抗噪声移动信号接收机检测接收单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机所发送的射频信号并将其下变频形成基带信号，利用信号帧的循环前缀特性和信号帧的结构特性进行基带信号接收处理。2.按权利要求1的数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，其特征在于所述单频网中的各个数字广播抗噪声移动信号发射机的训练序列、业务指标序列、复数训练序列的离散样值块的长度X取512、1024、2048中的一个。3.按权利要求2的数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，其特征在于所述训练序列、业务指标序列由一系列的1或-1组成，具有伪随机特性。4.按权利要求2的数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，其特征在于所述训练序列、业务指标序列相互之间具有正交性。5.按权利要求1的数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，其特征在于所述对输入数据进行LDPC编码的编码率为1/4、1/2、5/8、3/4和7/8中的一个。6.按权利要求1的数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，其特征在于所述空频调制FFT编码数据块由子载波组成；当X取512时，K取2048，子载波的频率间隔取4KHz；当X取IOM时，K取4096，子载波的频率间隔取2KHz；当X取2048时，K取8192，子载波的频率间隔取IKHz。7.按权利要求1的数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，其特征在于所述循环前缀的长度C取值与X取值有关；当X取512时，C取K大小的1/4；当X取IOM时，C取K大小的1/8；当X取2048时，C取K大小的1/16。8.按权利要求1的数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，其特征在于所述数字广播单频网抗噪声移动信号接收机所进行的基带信号接收处理，其中的一个步骤为信号帧头与信号帧体的时频域联合迭代分离处理。全文摘要本发明公开了一种数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，是一种时域频域空域混合的传输方案。本发明的数字广播单频网抗噪声移动信号传输方法，具有低峰均功率比、同步时间短、抗信道噪声、可控多业务等优点。文档编号H04L25/03GK102263762SQ20111025044公开日2011年11月30日申请日期2011年8月22日优先权日2011年8月22日发明者何加铭,徐铁峰,聂秋华,郑紫微申请人:宁波大学