专利名称：在移动视频广播系统中传输节目数据流的方法
技术领域：
本发明涉及移动视频广播，更具体地说，涉及一种在移动视频广播系统中传输节目数据流的方法。
背景技术：
经过十多年的发展，数字电视广播技术的研究和应用取得了大量的成果，从卫星数字电视(以欧洲的DVB-S，DVB-S2，韩国和日本的S-DMB为代表)，有线数字电视(以欧洲的DVB-C为代表)，地面数字电视(以欧洲的DVB-T，美国的ATSC，日本的IDSB-T，中国的DMB-T等为代表)一直到移动视频广播(以欧洲的DVB-H，美国高通公司的FLO为代表)，在许多国家和地区已经获得广泛的应用，取得了丰硕的社会和经济效益。
数字电视和移动通信相结合的移动视频广播技术由于结合了数字电视和移动通信的特点，能够满足人们随时随地接收电视服务的需要，具有巨大的发展潜力，被认为有可能成为下一个移动通信的“杀手级业务”，因而受到各方面越来越多的重视。例如，欧洲在已有的DVB-T标准基础上发展了DVB-H标准，美国的高通公司则推出FLO技术以迎接这方面的挑战。
与现有卫星、地面、有线数字电视广播技术相比较，移动视频广播技术面临的一个新挑战是移动通信环境的复杂多变性，尤其是在多径环境造成的频率选择性信道下，系统的误码率性能会受到很大影响，现有技术一般都是通过基于导频的信道估计和均衡以及前向纠错编码来减小频率选择性信道的影响。
欧洲ETSI标准化组织在2004年11月在DVB-T标准上推出了DVB-H标准，Norkia公司相应地推出了Nokia 7700手机，并在德国柏林进行了实验局测试。
DVB-H标准在DVB-T标准上主要在信源编码后引入MPE-FEC封装，通过增加RS编码来提高接收信号的纠错能力。
DVB-H标准同时还引入了时间分片和Delta-t技术，通过将发送的信源数据分割成一个突发(BURST)流进行传输，不同BURST之间接收机可以关闭射频电路，从而节省终端的能耗。具体可以参见图1所示的BURST流发送示意图，图中B是某个业务的BURST，Delta-t是两个BURST之间的时间间隔。
图2示出了DVB-H中不同节目的时间片时分复用的示例。DVB-H中，不同节目的BURST流之间区分是在信源侧通过MPEG-2传输流(TS流)的进程标识号(PID)来实现的。对终端而言，一方面接收所需要的节目信号时，必须等到信源解码以后才能找到所需要的节目数据BURST的起始位置，不同节目之间的BURST没有明确的时间和频率界限，导致接收节目时同步时间和节目切换时间较长；另一方面所有的数据子载波被一个节目数据完全占用，导致调度粒度较大，不能实现灵活的调度及提高对频率和时间资源的利用效率。此外，在这种情况下只能通过前向纠错编码和均衡技术来对抗频率选择性衰落。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述频率选择性信道衰落及调度粒度大的缺陷，提供一种传输节目数据流的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种在移动视频广播系统中传输节目数据流的方法，该系统广播多组视频节目，所述节目的数据流采用BURST方式发送，其中每一组节目的数据流对应于一个逻辑信道，其特征在于，所述方法包括将每一组节目的数据流所对应的逻辑信道映射到一组子载波上；在广播过程中不断调整节目数据流所对应的逻辑信道与子载波组之间的映射关系；及在发射机和接收机之间保持所述映射关系的同步。
在本发明的方法中，所述调整逻辑信道与子载波组之间的映射关系是根据预定的算法进行调整。
在本发明的方法中，所述调整逻辑信道与子载波组之间的映射关系的时间间隔是固定的。
在本发明的方法中，所述调整逻辑信道与子载波组之间的映射关系的时间间隔是变化的。
在本发明的方法中，在所述调整逻辑信道与子载波组之间的映射关系的时间间隔是固定的情况下，所述在发射机和接收机之间保持所述映射关系的同步包括发射机和接收机按约定的时间间隔根据预定的跳频算法同时改变映射关系。
在本发明的方法中，在所述调整逻辑信道与子载波组之间的映射关系的时间间隔是变化的情况下，所述在发射机和接收机之间保持所述映射关系的同步包括利用传输参数控制信令将每个逻辑信道下一个BURST到达的时间和映射的子载波组序号通知接收机。
在本发明的方法中，所述传输参数控制信令单独占用一个OFDM符号所使用的有效子载波中的一组子载波，所有的信令信息在一个物理帧中传完。
在本发明的方法中，所述传输参数控制信令单独占用一个物理帧中的一个或几个信令符号进行传输。
实施本发明的在移动视频广播系统中传输节目数据流的方法，具有以下有益效果防止同一个节目的数据长时间处于衰落较大的子载波上，从而提高系统抵抗频率选择性信道的能力，并且由于不同的节目数据被分配到不同的子载波组，因而调度灵活，提高了频率和时间资源的利用率。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是现有技术中信源数据流采用BURST流发送的示意图；图2是现有技术中不同节目的时间片时分复用的示例图；图3是本发明在在移动视频广播系统中传输节目数据流的方法的流程图；图4是实施本发明方法的移动视频广播系统的框图；图5是根据本发明实施例的逻辑信道到子载波组的映射示意图；图6是根据本发明实施例的传输参数控制(TPS)信令在物理层上的一种映射方式的示意图；图7是根据本发明实施例的传输参数控制(TPS)信令在物理层上的另一种映射方式的示意图。
具体实施例方式
本发明针对在移动视频广播中提高对抗频率选择性信道的能力和提高调度灵活性的需要，将不同节目数据的BURST分配到不同子载波组上进行传输，根据一定的算法调整节目数据对应的逻辑信道和子载波组之间的映射关系，防止同一个节目的数据长时间处于衰落较大的子载波上，从而提高系统抵抗频率选择性信道的能力。
图3是本发明在移动视频广播系统中传输节目数据流的方法的流程图。通常移动视频广播系统广播多组视频节目，采用时间分片技术，即以BURST方式发送节目的数据流，在逻辑上将每一组节目的数据流对应于一个逻辑信道。如图3所示，本发明的方法在步骤310中将将每一组节目的数据流所对应的逻辑信道映射到一组子载波上。在步骤320，系统广播过程中不断调整节目数据所对应的逻辑信道与子载波组之间的映射关系。在步骤330，每当逻辑信道与子载波组之间的映射关系发生了变化，在发射机和接收机之间保持同步。
本发明的方法可在图4所示的移动视频广播系统中实施，该系统包括如下组成部分信源适配器、加扰模块、编码交织模块、星座图映射模块、时频复用模块、TPS信令和导频信号生成模块、快速傅立叶反变换(IFFT)模块、保护间隔(GI)插入模块、D/A转换模块及射频模块。以下分别对各个模块的工作进行描述。
1)信源适配器系统中有N个节目需要进行广播，在信源适配器部分完成打包封装功能。
根据各个信源的播放速率和手持终端的最大缓存，可以确定N个节目进行复用的时间间隔Tmux，Tmux也是一个超帧的长度。
根据N个节目复用的时间间隔和信源的播放速率，可以确定每个节目源进行分段的数据块大小。对节目数据进行分段以后，对每个节目的数据段进行封装，封装格式可以采用MPE-FEC封装，也可以采用TS流封装，或其它的封装格式。可以在封装的数据包中指出该节目下一个数据段的发送时间和子载波组序号。
2)加扰模块对封装以后的各个节目的数据段进行加扰，实现能量扩散。
3)编码交织模块对加扰后的数据进行编码和交织，提高系统抗衰落和干扰的能力。采用的编码交织方式可以是外编码、外交织、内编码、内交织的组合，也可以只采用编码加交织的方式。
前者可以参照现有DVB-T或DVB-H系统，采用RS编码、卷积交织、卷积编码、内交织的组合模式。
后者可以采用高性能的编码方式，如LDPC编码+交织的组合。
不同的节目数据根据其内容特点和要求，可以采用不同的编码速率进行编码。
4)星座图映射模块对不同节目的数据流进行星座图映射，不同节目的数据流映射的方式可以不一样，包括QPSK，8PSK，16QAM，64QAM等。
5)时频复用和超帧数据的形成每个节目的数据流对应着一个逻辑信道，一个逻辑信道上的数据通过时分和频分方式复用成一个超帧上承载的数据，复用后的数据流格式如图5所示。由图中所示，由于不同节目源的数据速率、编码映射方式可以根据需要灵活配置，最后在一个超帧中的各个节目数据块大小也可以不同。每个数据块上的内容就是一个时间片上承载的数据。
如图5所示，假设系统要广播12个节目，分别对应着12个不同的时间片，每个时间片上承载的数据块大小根据其信源速率、编码速率、星座图映射方式的不同可以不同。横座标一个单元代表一个物理帧，纵座标一个单元代表一个子载波组。假设数据子载波可以分为4个不同的子载波组，每组中包含的子载波数目均为M个。为避免频率选择性衰落的影响，一个子载波组中子载波在频域上尽可能非连续分布，一种可能的分配方式如下l＝m*N+n，l＝0，…，L-1，n＝0，…N-1，m＝0，…，M-1其中L为所有数据子载波总数，l为数据子载波的序号。
n为子载波组的序号，N为子载波组数目。
m为子载波组中每个子载波的序号，M为一个子载波组中的所包含子载波总数。
6)TPS信令和导频信号时分复用后的数据块以一个OFDM符号为单位，和系统生成的TPS信令与导频信号共同组成以OFDM符号上承载数据为单位的调制单元。可以选择在TPS信令中指出每个逻辑信道下一个BURST到达的时间和映射的子载波序号。
7)IFFT对每个OFDM符号上承载的数据进行IFFT变换，实现OFDM调制。
8)GI插入对IFFT变换后每个OFDM符号承载的数据块上插入保护间隔(GI)。GI上填充的内容可以是循环前缀(CP)，也可以填充0，也可以某种形式的PN码进行填充，或是以上几种方式的排列组合。
9)D/A转换和射频OFDM调制以后的数据D/A转换后传送给射频模块，发送给各个用户。
综上所述，本发明主要是在时频复用和超帧数据的形成及帧结构和TPS信令设计几方面对现有技术作出了改进。
在本发明中，帧结构和TPS信令是按如下方式进行设计的一个时间片上只承载一个节目源的数据。一个时间片由若干个帧构成，帧的个数取决于节目分段的大小、编码速率、星座图映射方式以及所映射的子载波组中包含的子载波个数。
传输参数控制(TPS)信令上指出该时间片对应的节目内容(通过时间片标志位表示)，采用的编码速率、星座图映射方式。TPS信令上也可以指出该节目下一个时间片的到达时间。接收机只要找到所接收物理帧中的时间片标志，就可以判断该时间片是否属于是其所需要接收的节目。
一个时间片由若干个帧组成，为实现接收时迅速找到所需要接收的节目，同一个时间片不同物理帧上的时间片头标志可以设置为不同值。在每个时间片的第1个帧上的时间片头标志指示该时间片(或下几一个时间片)所承载的节目内容，其余帧上的时间片头标志设为一个不对应任何节目内容的特殊值。
TPS信令在物理层上的映射有两种方式实现，分别如图6和图7所示。
如图6所示，TPS信令单独占用一个OFDM符号所使用的有效子载波中的一组子载波，所有的TPS信令信息在一个帧中传完。
如图7所示，TPS信令单独占用一个物理帧中的一个或几个信令符号进行传输。
权利要求
1.一种在移动视频广播系统中传输节目数据流的方法，该系统广播多组视频节目，所述节目的数据流采用BURST方式发送，其中每一组节目的数据流对应于一个逻辑信道，其特征在于，所述方法包括将每一组节目的数据流所对应的逻辑信道映射到一组子载波上；在广播过程中不断调整节目数据流所对应的逻辑信道与子载波组之间的映射关系；及在发射机和接收机之间保持所述映射关系的同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整逻辑信道与子载波组之间的映射关系是根据预定的跳频算法进行调整。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整逻辑信道与子载波组之间的映射关系的时间间隔是固定的。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整逻辑信道与子载波组之间的映射关系的时间间隔是变化的。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在发射机和接收机之间保持所述映射关系的同步包括发射机和接收机按约定的时间间隔根据预定的跳频算法同时改变映射关系。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在发射机和接收机之间保持所述映射关系的同步包括利用传输参数控制信令将每个逻辑信道下一个BURST到达的时间和映射的子载波组序号通知接收机。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述传输参数控制信令单独占用一个OFDM符号所使用的有效子载波中的一组子载波，所有的信令信息在一个物理帧中传完。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述传输参数控制信令单独占用一个物理帧中的一个或几个信令符号进行传输。
全文摘要
本发明涉及一种在移动视频广播系统和无线通信系统中传输节目数据流的方法，该系统广播多组视频节目，其中每一组节目数据对应于一条逻辑信道，所述方法包括将各组节目数据分配到不同子载波组上进行传输，在广播过程中不断调整节目数据所对应的逻辑信道与子载波组之间的映射关系，并在发射机和接收机之间保持所述映射关系的同步。实施本发明的方法，能够防止同一个节目的数据长时间处于衰落较大的频带上，从而提高系统抵抗频率选择性信道的能力，并且由于不同的节目数据被分配到不同的子载波组，因而调度灵活，提高了频率和时间资源的利用率。
文档编号H04N5/04GK101056381SQ20061006085
公开日2007年10月17日 申请日期2006年5月24日 优先权日2006年5月24日
发明者吕林军, 吴涛, 张毅 申请人:华为技术有限公司