专利名称：数字音频广播系统中系统信息的发送接收方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字音频广播技术领域，尤其涉及ー种数字音频广播系统中系统信息的发送接收方法以及发送接收装置。
背景技术：
数字音频广播系统具有频谱利用率高、覆盖范围广、节目内容丰富等特点。为了提供更好的服务质量和用户体验，数字音频广播通常支持包括数据业务和音频业务在内的多种业务模式。数字音频广播系统中系统信息(也称为控制信息)的传送和接收对系统正常工作
起着至关重要的作用。系统信息中通常包括主业务的调制编码方式，载波分配方式等重要内容，一旦系统信息出现错误，可能导致整个系统的连接失败。另ー方面，系统信息的解调和解码必须是快速完成的，对实时性要求很高，如果系统信息不能及时解出，同样会影响到整个系统。因此，高效鲁棒性(即健壮性)的系统信息传送和接收方法是数字音频广播系统设计中的关键之一。目前的DVB-T、DRM、HD-Radio和CMMB等数字广播系统中，均选择了较为高效的系统信息传输方案，但是其鲁棒性不能得到保证，因此不能满足数字音频广播系统的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供ー种数字音频广播系统中系统信息的发送接收方法及发送接收装置，在保证系统信息的传输效率的基础上，提高其传输的鲁棒性。本发明的技术方案是这样实现的在发送时，包括如下步骤A、将需要发送的系统信息依次进行循环冗余校验CRC编码和信道编码处理，产生编码比特流；B、将所述编码比特流进行比特交织处理和星座映射处理，得到包含系统信息的连续导频；C、按照频谱模式规定的载波分配方式，将所述连续导频信号和系统的其它信号元素复接成正交复用结构的频域信号；D、将所述频域信号转化为时域信号以供发送。其中在步骤C中进行所述复接操作之前，进ー步包括根据系统帧结构，生成具有重复特征的连续导频信号。在所述具有重复特征的连续导频信号中，系统信息以ー个逻辑子帧为单位进行传输，且在ー个逻辑子帧内，系统信息符号重复传输二次。所述连续导频信号在载波和符号上的分布方式为按照频谱模式从左至右将每ー个有效子带的下半子带和上半子带承载的一个逻辑子帧的系统信息符号分别放置在连续的载波上。该方法进ー步增强所述连续导频信号的功率。在接收时，包括如下步骤a、将时域信号转换为频域信号；b、按照频谱模式规定的位置，从所述频域信号的有效载波中提取包含系统信息的连续导频；c、利用解映射、解交织和信道解码得到系统信息的估计值；d、利用CRC解码对系统信息的正确性进行判断，根据判断结果输出系统信息。步骤b中，具体利用包括频域分集和时域分集在内的分集方法对所述有效载波的连续导频进行信号检测，并提取出连续导频。本发明的数字音频广播系统中系统信息的发送装置，包括循环冗余校验编码器，用于输入系统信息，进行循环冗余校验编码，产生包括系统信息和校验信息的系统码输出给信道编码器；信道编码器，用于根据输入的系统码，在码字集合中搜索出对应的编码码字，产生包括冗余信息的编码比特流输出给比特交织器；比特交织器，用于按照预定规则对输入的编码比特流重新排序并输出给星座映射器；星座映射器，用于将输入的编码比特流映射得到连续导频；复用器，用于按照频谱模式规定的载波分配方式，将所述连续导频信号和系统的其它信号元素复接在一起，产生正交复用结构的频域信号输出给时-频域变换器；时-频域变换器，用于将输入频域信号变换为时域采样以供发送。该发送装置进一步包括复制器，设置在所述星座映射器和复用器之间，用于根据系统帧结构，产生具有重复特征的连续导频信号并输出给复用器。本发明的数字音频广播系统中系统信息的接收装置，包括时-频变换器，用于将·时域信号转换为频域信号并输出到信号检测器；信号检测器，按照频谱模式规定的位置，从所述频域信号的有效载波中提取包含系统信息的连续导频并输出给解映射器；解映射器，用于对所述连续导频解映射并输出编码比特流给解交织器；解交织器，用于对所述编码比特流进行解交织并输出到解码器；信道解码器，用于对输入信号进行信道解码，得到系统信息的估计值并输出给CRC解码器；CRC解码器，用于对输入的系统信息的正确性进行判断，输出判断结果。与现有技术相比，本发明的系统信息发送接收方案在不需要额外带宽的条件下，即保证了系统信息的传输效率，又在此基础上提高了系统信息传输的鲁棒性，并且本发明还可支持灵活的频谱模式和多频点协同工作，从而可以显著提高OFDM系统的频率分集增益，降低系统误码率，增加覆盖范围或者降低发射功率。此外，本发明还可以在连续导频信号中重复发送系统信息，因此可以提高系统信息正确解码的概率，还可以将承载系统信息的连续导频的功率增强，从而进一步提高了系统信息的鲁棒性。本发明可以广泛应用于卫星音频广播、地面无线音频广播、地面手持音频广播等各数字音频广播领域，尤其可应用于采用Fourier变换、Walsh变换、或小波变换的多载波系统。
图I为本发明所述数字音频广播系统中系统信息的发送装置的示意图；图2为本发明所述数字音频广播系统中系统信息的接收装置的示意图；图3为本发明所述OFDM通信系统的基带频谱示意图；图4为本发明所述CRC移位寄存器框图；图5为本发明所述卷积码编码器的示意图；图6为本发明所述QPSK星座映射图；图7为本发明所述频域信号生成的模块框图；图8为本发明所述传输模式I和3时的子载波索引示意图；图9为本发明所述传输模式2时的子载波索引示意图；图10为本发明所述接收到的接收系统信息的实施例示意图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明再作进ー步详细的说明。本发明实施例所述的数字音频广播系统为基于编码正交频分复用(COFDM)的数字音频广播系统。图I为本发明所述数字音频广播系统中系统信息的发送装置的示意图。參见图1，该发送装置包括循环冗余校验(CRC)编码器，用于输入系统信息，进行循环冗余校验编码，产生包括系统信息和校验信息的系统码输出给信道编码器；信道编码器，用于根据输入的系统码，在码字集合中捜索出对应的编码码字，产生包括冗余信息的编码比特流输出给比特交织器；·比特交织器，用于按照预定规则对输入的编码比特流重新排序并输出给星座映射器；星座映射器，用于将输入的编码比特流映射得到连续导频；输入的比特流分割后捜索出每段比特流在星座空间中的对应符号，产生出符号序列输出给复用器；复用器，用于按照频谱模式规定的载波分配方式，将所述连续导频信号和系统的其它信号元素(如负载、离散导频信号)复接在一起，产生正交复用结构的频域信号输出给时-频域变换器；时-频域变换器，用于将输入频域信号变换为时域采样以供发送。为了进一歩保障系统信息传输的鲁棒性，本发明还可以进一歩包括ー复制器，设置在所述星座映射器和复用器之间，用于根据系统帧结构，产生具有重复特征的连续导频信号(即具有重复特征的符号序列)并输出给复用器。图2为本发明所述数字音频广播系统中系统信息的接收装置的示意图。參见图2所示，该接收装置包括时-频变换器，用于将时域信号转换为频域信号并输出到信号检测器；信号检测器，按照频谱模式规定的位置，从所述频域信号的有效载波中提取包含系统信息的连续导频并输出给解映射器；此处具体利用包括频域分集和时域分集在内的分集方法对所述有效载波的连续导频进行信号检测，并提取出连续导频。解映射器，用于对所述连续导频解映射并输出编码比特流给解交织器；解交织器，用于对所述编码比特流进行解交织并输出到解码器；信道解码器，用于对输入信号进行信道解码，采用包括SOVA和BCJR在内的基于消息传递的前向纠错解码，以及Sum-LLR方法对连续导频进行解码，得到系统信息的估计值并输出给CRC解码器CRC解码器，用于对输入的系统信息的正确性进行判断，输出判断結果。基于图I和图2所述的发送和接收装置，下面介绍本发明所述的数字音频广播系统中系统信息的发送和接收方法。本发明所述系统信息的发送方法包括步骤101、将需要发送的系统信息依次进行CRC编码和信道编码处理，产生编码比特流。在本步骤中，具体采用CRC编码产生包括系统信息和校验信息的系统码；所述信道编码即根据该系统码，在码字集合中搜索出对应的编码码字，产生包括冗余信息的编码比特流。并且，所述信道编码处理具体为卷积编码处理。步骤102、将所述编码比特流进行比特交织处理和星座映射处理，得到包含系统信息的连续导频。所述比特交织处理具体包括分组交织处理和卷积交织处理，按照预定规则对编码比特流重新排序；所述星座映射处理具体为QPSK映射方式处理，将比特流分割后搜索出每段比特流在星座空间中的对应符号，产生出系统信息的符号序列。步骤103、以该符号序列作为系统信息的连续导频，按照频谱模式规定的载波分配方式，将所述连续导频信号和系统的其它信号元素复接成正交复用结构的频域信号。在一种优选方式中，进行所述复接操作之前，还可进一步包括根据系统帧结构，生成具有重复特征的连续导频信号。·
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步骤104、将所述频域信号转化为时域信号以供发送。对应的，在接收端，所述的数字音频广播系统中系统信息的接收方法包括步骤201、将时域信号转换为频域信号。步骤202、按照频谱模式规定的位置，从所述频域信号的有效载波中提取包含系统信息的连续导频。具体的，利用包括频域分集和时域分集在内的分集方法对所述有效载波的连续导频进行信号检测，并提取出连续导频。步骤203、利用解映射、解交织和信道解码得到系统信息的估计值。所述信道解码具体为包括SOVA和BCJR在内的基于消息传递的前向纠错解码。步骤204、利用CRC解码对系统信息的正确性进行判断，根据判断结果输出系统信
肩、O本发明所述的系统帧结构包括超帧、帧、子帧以及OFDM符号4层。本发明分为三个传输模式。在传输模式I中，每个超巾贞分为4个巾贞，每个巾贞分为4个子巾贞，每个子巾贞分为57个OFDM符号，每个符号共有242个有效载波。每个子帧的第一个OFDM符号作为信标用于系统同步和解调预处理，另外56个OFDM符号则包含负载、离散导频、连续导频和虚拟子载波。在传输模式2中，每个超巾贞分为4个巾贞,每个巾贞分为4个子巾贞,每个子巾贞分为112个OFDM符号，每个符号共有122个有效载波。每个子帧的第一个OFDM符号作为信标，另外111个OFDM符号则包含负载、离散导频、连续导频和虚拟子载波。在传输模式3中，每个超帧分为4个帧，每个帧分为4个子帧，每个子帧分为62个OFDM符号，每个符号共有242个有效载波。其中，每个子帧的第一个OFDM符号作为信标，另外61个OFDM符号则包含负载、离散导频、连续导频和虚拟子载波。每个OFDM符号都由保护间隔作为前缀以减少OFDM符号间干扰。传输模式I和传输模式3的子载波间隔相同,但是保护间隔长度不同,传输模式2的子载波间隔是前述两种模式的两倍。定义单位时间T=l/816000秒，子载波间隔、符号间隔、保户间隔等系统参数如表I所示
权利要求
1.一种数字音频广播系统中系统信息的发送方法，其特征在于，该发送方法包括 A、将需要发送的系统信息依次进行循环冗余校验CRC编码和信道编码处理，产生编码比特流； B、将所述编码比特流进行比特交织处理和星座映射处理，得到包含系统信息的连续导频； C、按照频谱模式规定的载波分配方式，将所述连续导频信号和系统的其它信号元素复接成正交复用结构的频域信号； D、将所述频域信号转化为时域信号以供发送。
2.根据权利要求I所述的发送方法，其特征在于，在步骤C中进行所述复接操作之前，进一步包括根据系统帧结构，生成具有重复特征的连续导频信号。
3.根据权利要求2所述的发送方法，其特征在于，该方法进一步增强所述连续导频信号的功率。
4.根据权利要求2所述的发送方法，其特征在于，步骤C中，在所述具有重复特征的连续导频信号中，系统信息以一个逻辑子帧为单位进行传输，且在一个逻辑子帧内，系统信息符号重复传输二次。
5.根据权利要求2所述的发送方法，其特征在于，步骤C中，所述连续导频信号在载波和符号上的分布方式为 按照频谱模式从左至右将每一个有效子带的下半子带和上半子带承载的一个逻辑子帧的系统信息符号分别放置在连续的载波上。
6.根据权利要求I所述的发送方法，其特征在于， 步骤A中所述信道编码处理具体为卷积编码处理； 步骤B中所述比特交织处理具体包括分组交织处理和卷积交织处理； 步骤B中所述星座映射处理具体为QPSK映射方式处理。
7.根据权利要求I至6所述的方法，其特征在于，所述数字音频广播系统为采用Fourier变换、Walsh变换、或小波变换的多载波系统。
8.一种数字音频广播系统中系统信息的接收方法，其特征在于，该接收方法包括 a、将时域信号转换为频域信号； b、按照频谱模式规定的位置，从所述频域信号的有效载波中提取包含系统信息的连续导频； C、利用解映射、解交织和信道解码得到系统信息的估计值； d、利用CRC解码对系统信息的正确性进行判断，根据判断结果输出系统信息。
9.根据权利要求8所述的接收方法，其特征在于，步骤b中，具体利用包括频域分集和时域分集在内的分集方法对所述有效载波的连续导频进行信号检测，并提取出连续导频。
10.根据权利要求8所述的接收方法，其特征在于，步骤c中所述信道解码具体为包括SOVA和BCJR在内的基于消息传递的前向纠错解码。
11.一种数字音频广播系统中系统信息的发送装置，其特征在于，该发送装置包括 循环冗余校验编码器，用于输入系统信息，进行循环冗余校验编码，产生包括系统信息和校验信息的系统码输出给信道编码器； 信道编码器，用于根据输入的系统码，在码字集合中搜索出对应的编码码字，产生包括冗余信息的编码比特流输出给比特交织器； 比特交织器，用于按照预定规则对输入的编码比特流重新排序并输出给星座映射器； 星座映射器，用于将输入的编码比特流映射得到连续导频； 复用器，用于按照频谱模式规定的载波分配方式，将所述连续导频信号和系统的其它信号元素复接在一起，产生正交复用结构的频域信号输出给时-频域变换器； 时-频域变换器，用于将输入频域信号变换为时域采样以供发送。
12.根据权利要求11所述的发送装置，其特征在于，该发送装置进一步包括 复制器，设置在所述星座映射器和复用器之间，用于根据系统帧结构，产生具有重复特征的连续导频信号并输出给复用器。
13.一种数字音频广播系统中系统信息的接收装置，其特征在于，该接收装置包括 时-频变换器，用于将时域信号转换为频域信号并输出到信号检测器； 信号检测器，按照频谱模式规定的位置，从所述频域信号的有效载波中提取包含系统信息的连续导频并输出给解映射器； 解映射器，用于对所述连续导频解映射并输出编码比特流给解交织器； 解交织器，用于对所述编码比特流进行解交织并输出到解码器； 信道解码器，用于对输入信号进行信道解码，得到系统信息的估计值并输出给CRC解码器； CRC解码器，用于对输入的系统信息的正确性进行判断，输出判断结果。
全文摘要
本发明公开了一种数字音频广播系统中系统信息的发送接收方法及装置，发送时，将系统信息进行CRC编码和信道编码处理产生编码比特流；将编码比特流进行比特交织处理和星座映射处理得到包含系统信息的连续导频；按照频谱模式规定的载波分配方式将所述连续导频信号和系统的其它信号元素复接成正交复用结构的频域信号；将所述频域信号转化为时域信号以供发送。接收时，将时域信号转换为频域信号；按照频谱模式规定的位置从所述频域信号的有效载波中提取包含系统信息的连续导频；利用解映射、解交织和信道解码得到系统信息的估计值；利用CRC解码对系统信息的正确性进行判断并输出系统信息。本发明可以在保证系统信息的传输效率的基础上，提高其传输的鲁棒性。
文档编号H04L1/00GK102957656SQ20121029340
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月16日 优先权日2011年8月17日
发明者邹峰, 李锦文, 陶涛, 吴智勇, 雷文, 邢观斌, 邸娜, 冯昂 申请人:国家广播电影电视总局广播科学研究院, 北京泰美世纪科技有限公司