一种数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法
【专利摘要】本发明提供一种数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，该数字多媒体无线广播系统在多个载频上传输多种类型的广播帧，其根据数字多媒体无线广播系统的初始参数来计算帧结构参数，得到多载频帧结构分配图样；调整各载频的初始帧的起始时间；并针对每一类型的广播帧：利用图论方法构建帧结构拓扑图，使用着色算法对帧结构拓扑图进行着色，判断着色是否有效：如果无效，则调整帧结构参数，重新构建帧结构拓扑图，并进行着色；如果有效，帧结构的配置完成。本发明支持多种类型的广播帧的混合传输，实现单调谐接收机跳频接收无线广播信号，获得频率分集增益；同时满足不同类型无线广播帧的数据对传输流量的不同需求，获得统计复用增益。
【专利说明】一种数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种数字多媒体无线广播领域，特别是涉及一种数字多媒体无线广播 系统的帧结构的配置方法。
【背景技术】
[0002] 广播电视网作为我国信息基础设施的重要组成部分，是通达千家万户的最普 及的信息工具和最便捷的信息载体。经过数十年的发展，在无线广播电视领域，我国已 经基本形成了以地面数字电视多媒体广播（DTMB:Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting)标准和中国移动多媒体广播（CMMB:China Mobile Multimedia Broadcasting)标准为主的第一代无线广播电视业务标准体系。随着有线三网融合业务 和有线电视无线化传输业务的不断普及，人们对于第二代无线广播电视业务（包括超高清 无线电视广播业务、三维电视无线广播业务、无线高速数据推送服务和无线混合电视业务 等）的需求日益显著。现阶段，国际上广播电视业界已在积极组织开展第二代无线广播电 视传输技术标准研发工作，欧洲数字电视广播（DVB:Digital Video Broadcasting)标准 组织于2013年正式颁布了面向手持移动终端的第二代无线广播传输技术标准（DVB-NGH : Next-Generation Digital Broadcasting)，美国高级电视制式委员会（ATSC:Advanced Television Systems Committee)于2011年中启动了面向多种终端的第二代无线广播传输 技术标准（ATSC 3.0)的研究工作。中国的第二代无线广播电视网正是在国际日益高涨的 氛围下开始发展，推出了面向中国下一代广播电视网无线系统（NGB-W)自主创新的合作协 议。
[0003] 目前，在面向中国的下一代广播电视网无线系统中，其承载的数据是通过广播帧 进行传输，在多载频数字多媒体无线广播系统中，在一个载频上可承载多种广播类型的广 播帧；并引入了逻辑帧的概念，将一系列的逻辑帧组成逻辑信道（LC :L〇gical Channel)， 逻辑信道LC与广播帧之间具有映射关系。通过引入的逻辑帧简化了调度的复杂度。为了 获得统计复用增益和频率分集增益，逻辑信道到广播帧的映射支持跳频模式，即一个逻辑 信道的一个逻辑帧在不同时间片内映射至多个载频的多个广播帧（这些不同载频上的广 播帧的长度可以不同）。
[0004] 对于多个载频上的承载的广播帧，需要满足：
[0005] 1、数字多媒体无线广播系统在一个载频上可承载多种类型的广播帧，广播帧类型 包括固定广播、移动广播和卫星广播等。
[0006] 2、无线广播信号在多载频跳频传输时，同一逻辑信道映射至不同载频的同一类型 广播帧在时间上保持一定的跳频时间（不小于5ms)，以保证单调谐接收机有时间完成跳频 处理。
[0007] 多载频数字多媒体无线广播系统跳频传输模式时的广播帧配置要在分配周期内 完成，只要在分配周期内能满足同一逻辑信道的同一类型广播帧在不同载频上的跳频时 间，则各载频上承载的广播帧以分配周期进行重复都能满足跳频时间要求。重复周期表示 广播帧配置结构重复的最小周期。通常分配周期是重复周期的倍数，对于在一个载频上有 部分时隙用于未定义信号传输时，分配周期与重复周期指广义上的周期，即一定时间段内 是周期重复的。对多载频数字多媒体无线广播系统，如何实现多个类型共存广播信号跳频 传输是一项亟待研究的问题。
【发明内容】
[0008] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种数字多媒体无线广播 系统的帧结构的配置方法，用于解决现有技术中多载频数字多媒体无线广播系统跳频传输 时对帧结构进行灵活配置的问题。
[0009] 为实现上述目的及其他相关目的，一种数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置 方法，所述数字多媒体无线广播系统在多个载频上混合传输多种类型的广播帧，所述数字 多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法包括：步骤S10,输入所述数字多媒体无线广播 系统的初始参数，其中，所述初始参数包括所述数字多媒体无线广播系统包括广播帧的类 型；步骤S20,根据所述初始参数计算所述数字多媒体无线广播系统的帧结构参数，并得到 多载频帧结构分配图样；其中，所述多载频帧结构分配图样中的每一个所述载频的初始帧 的起始时间相同；步骤S30,根据所述多载频帧结构分配图样，调整多个所述载频的所述初 始帧的起始时间；针对每一种类型的所述广播帧：步骤S40,构建所述广播帧的帧结构拓扑 图，所述帧结构拓扑图包括多个顶点组成的顶点集合和多条边组成的边集合；步骤S50,对 所述帧结构拓扑图进行着色，并判断着色是否有效：如果有效，则跳转至步骤S70 ;如果无 效，则跳转至步骤S60 ;步骤S60,调整所述数字多媒体广播系统的所述帧结构参数，并跳转 至所述步骤S30 ;步骤S70,配置完成。
[0010] 可选地，所述初始参数还包括所述数字多媒体无线广播系统包括的载频数量R和 分配周期！；，每一种类型的所述广播帧对应的时间资源需求、帧长范围以及默认帧长。
[0011] 可选地，所述帧结构参数包括重复周期、每一种类型的所述广播帧承载的逻辑信 道数量、每一种类型的所述广播帧在各个所述载频上的传输的帧数以及帧长。
[0012] 可选地，所述步骤S30中的调整多个所述载频的初始帧的起始时间具体包括 将多个所述载频RF k的初始帧的起始时间相对载频RFh的初始帧的起始时间向后平移
【权利要求】
1. 一种数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，所述数字多媒体无线广播系统 在多个载频上混合传输多种类型的广播帧，其特征在于，所述数字多媒体无线广播系统的 帧结构的配置方法包括： 步骤S10,输入所述数字多媒体无线广播系统的初始参数，其中，所述初始参数包括所 述数字多媒体无线广播系统包括广播帧的类型； 步骤S20,根据所述初始参数计算所述数字多媒体无线广播系统的帧结构参数，并得到 多载频帧结构分配图样；其中，所述多载频帧结构分配图样中的每一个所述载频的初始帧 的起始时间相同； 步骤S30,根据所述多载频帧结构分配图样，调整多个所述载频的所述初始帧的起始时 间； 针对每一种类型的所述广播帧： 步骤S40,构建所述广播帧的帧结构拓扑图，所述帧结构拓扑图包括多个顶点组成的顶 点集合和多条边组成的边集合； 步骤S50,对所述帧结构拓扑图进行着色，并判断着色是否有效：如果有效，则跳转至 步骤S70 ;如果无效，则跳转至步骤S60 ; 步骤S60,调整所述数字多媒体广播系统的所述帧结构参数，并跳转至所述步骤S30 ; 步骤S70,配置完成。
2. 根据权利要求1所述的数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，其特征在 于，所述初始参数还包括所述数字多媒体无线广播系统包括的载频数量R和分配周期T s，每 一种类型的所述广播帧对应的时间资源需求、帧长范围以及默认帧长。
3. 根据权利要求2所述的数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，其特征在 于，所述帧结构参数包括重复周期、每一种类型的所述广播帧承载的逻辑信道数量、每一种 类型的所述广播帧在各个所述载频上的传输的帧数以及帧长。
4. 根据权利要求3所述的数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，其特征在 于，所述步骤S30中的调整多个所述载频的初始巾贞的起始时间具体包括将多个所述载频RF k
的初始帧的起始时间相对载频RFg的初始帧的起始时间向后平移 其中，k表示 所述载频的编号，且k = 2, 3. . .，R。
5. 根据权利要求4所述的数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，其特征在 于，所述步骤S40的构建所述广播帧的帧结构拓扑图包括：在一个所述分配周期内，映射 在多个所述载频上的每一个所述广播帧作为一个所述帧结构拓扑图的所述顶点；位于不同 所述载频上的任意两个所述广播帧的时间间隔小于跳频时间，其中，所述跳频时间最小为 5ms，则将两个所述广播帧所对应的顶点连接为一条所述帧结构拓扑图的所述边；所述广播 帧在所映射的所述载频上的所有所述顶点和所有所述边组成所述帧结构拓扑图。
6. 根据权利要求5所述的数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，其特征在 于，当所述数字对媒体无线广播系统配置主载频和辅载频时，在所述主载频上，一个所述重 复周期内的所有所述广播帧对应的所述顶点两两相连，组成多条所述广播帧帧结构拓扑图 的边。
7. 根据权利要求5所述的数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，其特征在 于，所述步骤S50还包括设置一个由多种颜色构成的颜色集，一种所述颜色对应一个所述 逻辑信道，所述颜色集内的所述颜色的数量与所述逻辑信道的数量一致；然后在所述颜色 集内使用着色算法对所述帧结构拓扑图的所有顶点进行着色，并判断着色是否有效： 步骤S51，对所述帧结构拓扑图的所有所述顶点进行编号：Vl，v2, v3. . . vn，n为所述帧结 构拓扑图的所有所述顶点的数目；对所述颜色集内的颜色进行编号：Cl，c2, c3. . . cm，m为所 述广播帧承载的所述逻辑信道的数量； 步骤S52,把所有所述顶点的颜色初始化为0 ; 步骤S53,使用回溯法从顶点Vi开始，按照Vp v2, v3. . . vn的顺序对顶点进行着色：对任 一顶点Vi，i e {1，2,. . .，η}，先着颜色Cl，判断所述顶点Vi的着色是否有效：如果有效，继 续对顶点v i+1从颜色Ci开始着色；如果无效，则对所述顶点Vi依次着颜色c2, c3. . . cm并进 行判断，直到找到一个有效着色；否则回溯到顶点Vh进行重新着色，找到一个新的有效着 色再继续对所述顶点 Vi开始着色；如果一直回溯到所述顶点V1都得不到一个有效着色，则 跳转至所述步骤S60 ;如果所有所述顶点着色成功，则跳转至步骤S70。
8. 根据权利要求7所述的数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，其特征在 于，所述着色有效的判断依据为：所述帧结构拓扑图内的任一所述顶点的颜色和与其相邻 的多个所述顶点的颜色不同。
9. 根据权利要求7所述的数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，其特征在 于，所述步骤S60中的调整所述数字多媒体无线广播系统的所述帧结构参数包括调整所述 广播帧在各个所述载频上传输的帧数和调整所述逻辑信道数量，其中，所述逻辑信道数量 小于等于所述载频数量。
10. 根据权利要求9所述的数字多媒体无线广播系统的帧结构的配置方法，其特征在 于，当所述数字对媒体无线广播系统配置主载频和辅载频时，所述步骤S60中的调整的所 述数字多媒体无线广播系统的所述帧结构参数还包括所述重复周期。
【文档编号】H04L5/00GK104219542SQ201410491025
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】葛丽, 田金凤, 寇亚军, 李明齐, 缪军, 封松林 申请人:中国科学院上海高等研究院