一种多管道传输时物理帧资源参数的计算方法、计算系统以及映射方法与流程

本发明涉及一种数字广播电视系统领域，特别是涉及一种多管道传输时物理帧资源参数的计算方法、计算系统以及映射方法。

背景技术：

随着多媒体业务和终端形态的发展，数字电视广播系统对多qos业务的支持需求日益提高。qos(qualityofservice，服务质量)指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。新一代的数字电视广播系统，如欧洲dvb-t2/ngh和美国atsc3.0数字电视系统，均采用管道化技术，实现支持一个物理帧中复用和传输不同业务数据格式和不同调制编码的业务数据。

实现多管道传输的一个关键技术是确定承载数据的各个逻辑管道(plp，physicallayerpipe)与物理帧中时频资源之间的映射关系，以便广播调制器按照一定的次序排列并发送数据。资源调度确定承载数据的信号与plp的关联关系。由于输入的业务可以在不同的plp间进行统计复用，且每个plp的速率可以不同，因此有效的映射机制需确保在给定的物理帧参数条件下既可满足各输入业务传输速率差异化的要求，同时又要尽量提高在给定的无线帧结构条件下的物理资源的使用效率。

鉴于此，如何在多qos传输的广播系统中找到一种有效的多逻辑管道业务数据与物理层资源的高效映射方案，即找到根据多管道业务数据参数及系统参数确定物理帧中的资源参数的有效方案就成了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

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多管道传输时物理帧资源参数的计算方法、计算系统以及映射方法，用于解决现有技术中难以在多管道传输时各逻辑管道时根据多管道业务数据参数及系统参数确定物理帧中的资源参数的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多管道传输时物理帧资源参数的计算方法，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算方法包括：步骤s11，获取一组多管道业务数据参数以及系统参数，每个管道的业务数据参数分别包括一组调制编码参数与一个传输业务数据的速率，所述调制编码参数包括调制阶数、编码码率、编码码长；所述系统参数包括采样周期，一个数据符号的长度，一个所述数据符号中可承载的基本单元数，一个物理帧可承载的所述数据符号的最大数，一个物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度；步骤s12，根据每个管道的业务数据参数设定各个管道需要的基本单元数的比例关系；在设定的所述比例关系下，以第一管道需要的基本单元数以及所述物理帧中承载的数据符号数为未知量，计算出所述物理帧的可传输的净比特率，以所述物理帧的可传输的净比特率必须大于或等于所有管道的传输业务数据的速率之和为第一条件，以所述物理帧中所能承载的基本单元数必须大于或等于所有的管道需要的基本单元数之和为第二条件，求解出同时满足所述第一条件和第二条件时所述第一管道需要的基本单元数的最小值以及所述物理帧中承载的数据符号数的最小值；根据所述第一管道需要的基本单元数以及各个管道需要的基本单元数的比例关系求解出各个管道需要的基本单元数；步骤s13，针对每一个管道，如果所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积都能够被所述管道的编码码长整除，则执行步骤s14；步骤s14，确定所述调制编码参数为有效调制编码参数；针对每一个管道，设定所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积整除所述管道的编码码长所得到的商为所述管道的有效编码块数，所述管道需要的基本单元数为所述管道需要的有效基本单元数；设定所述物理帧中承载的数据符号数为所述物理帧中承载的有效数据符号数。

可选地，各个管道需要的基本单元数的比例关系为：其中，nplp为管道的总数，为第i管道需要的基本单元数，为第i管道的调制阶数，为第j管道的调制阶数，cri为第i管道的编码码率，crj为第j管道的编码码率，为第i管道的编码码长，为第j管道的编码码长。

可选地，所述物理帧的可传输的净比特率其中，ncell_plp1为第一管道需要的基本单元数，lsym_ofdm为一个数据符号的长度，lsym_ndata为物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度，ncell_ofdm为所述数据符号中可承载的基本单元数。

可选地，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算方法还包括：如果存在任一个管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积不能够被所述管道的编码码长整除时，则执行步骤s15；步骤s15，调整各个管道的映射参数，所述映射参数包括各个管道需要的基本单元数与编码块数，并根据重新确定调整后的映射参数判断所述调制编码参数是否为有效调制编码参数。

可选地，所述步骤s15的具体实现包括：步骤s21，针对每一个管道，重新计算所述管道的初始编码块数，所述初始编码块数等于所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积除以所述管道的编码码长得到的商再向上取整得到的值；步骤s22，根据所述管道的初始编码块数重新计算所述管道需要的基本单元数，所述管道需要的初始基本单元数等于所述管道的初始编码码块数乘以所述管道的编码码长除以所述管道的调制阶数得到的商再向上取整得到的值；根据所有所述管道需要的初始基本单元数确定所述物理帧中承载的初始符号数；步骤s23，如果所有所述管道需要的初始基本单元数之和大于所述物理帧最大承载的基本单元数，则确定所述调制编码参数为无效调制编码参数，跳转至步骤s26；如果所有所述管道需要的初始基本单元数之和小于或等于所述物理帧最大承载的基本单元数；则继续执行步骤s24；步骤s24，依次针对每一个管道，根据所述管道需要的初始基本单元数和所述物理帧中承载的初始符号数计算得到所述管道在所述物理帧中的承载速率，如果每一个管道在所述物理帧中的承载速率都不小于所述管道的数据速率，则所述调制编码参数为有效调制编码参数，设定所述物理帧中承载的初始数据符号数为所述物理帧中承载的有效数据符号数，针对每一个管道，设定所述管道的初始编码块数为所述管道的有效编码块数，所述需要的初始基本单元数为所述管道需要的有效基本单元数，跳转至步骤s26；否则如果任一管道在所述物理帧中的承载速率小于所述管道的数据速率，则执行步骤s25；步骤s25，对在所述物理帧中的承载速率小于所述管道的数据速率的所述管道的初始编码块数按设定步长增加，重新执行步骤s22；步骤s26，确定所述调制编码参数是否为有效调制编码参数。

可选地，所述物理帧采用ofdm数据编码方式，所述数据符号为数据ofdm符号。

可选地，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算方法还包括：当所述调制编码参数为有效调制编码参数时，根据各个管道有效基本单元数以及所述物理帧中承载的有效数据符号数确定各个管道在所述物理帧中的存放数据的起始地址以及承载填充数据的基本单元数。

本发明还提供一种多管道传输时物理帧资源参数的计算系统，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算系统包括：多管道业务参数获取模块，用于获取一组多管道业务数据参数以及系统参数，每个管道的业务数据参数分别包括一组调制编码参数与一个传输业务数据的速率，所述调制编码参数包括调制阶数、编码码率、编码码长；所述系统参数包括采样周期，一个数据符号的长度，一个所述数据符号中可承载的基本单元数，一个物理帧可承载的所述数据符号的最大数，一个物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度；多管道映射参数求解模块，根据每个管道的业务数据参数设定各个管道需要的基本单元数的比例关系；在设定的所述比例关系下，以第一管道需要的基本单元数以及所述物理帧中承载的数据符号数为未知量，计算出所述物理帧的可传输的净比特率，以所述物理帧的可传输的净比特率必须大于或等于所有管道的传输业务数据的速率之和为第一条件，以所述物理帧中所能承载的基本单元数必须大于或等于所有的管道需要的基本单元数之和为第二条件，求解出同时满足所述第一条件和第二条件时所述第一管道需要的基本单元数的最小值以及所述物理帧中承载的数据符号数的最小值；根据所述第一管道需要的基本单元数以及各个管道需要的基本单元数的比例关系求解出各个管道需要的基本单元数；映射参数有效性确定模块，针对每一个管道，如果所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积都能够被所述管道的编码码长整除，则确定所述调制编码参数为有效调制编码参数；针对每一个管道，设定所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积整除所述管道的编码码长所得到的商为所述管道的有效编码块数，所述管道需要的基本单元数为所述管道需要的有效基本单元数；设定所述物理帧中承载的数据符号数为所述物理帧中承载的有效数据符号数。

可选地，各个管道需要的基本单元数的比例关系为：其中，nplp为管道的总数，为第i管道需要的基本单元数，为第i管道的调制阶数，为第j管道的调制阶数，cri为第i管道的编码码率，crj为第j管道的编码码率，为第i管道的编码码长，为第j管道的编码码长。

可选地，所述物理帧的可传输的净比特率其中，ncell_plp1为第一管道需要的基本单元数，lsym_ofdm为一个数据符号的长度，lsym_ndata为物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度，ncell_ofdm为所述数据符号中可承载的基本单元数。

可选地，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算系统还包括：多管道映射参数调整模块，用于当映射参数有效性确定模块判断所述第一管道需要的基本单元数以及各个管道需要的基本单元数不能判断所述调制编码参数为有效调制编码参数时，调整各个管道的映射参数，所述映射参数包括各个管道需要的基本单元数与编码块数，并根据重新确定调整后的映射参数判断所述调制编码参数是否为有效调制编码参数。

可选地，所述多管道映射参数调制模块的具体实现包括如下步骤：步骤s21，针对每一个管道，重新计算所述管道的初始编码块数，所述初始编码块数等于所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积除以所述管道的编码码长得到的商再向上取整得到的值；步骤s22，根据所述管道的初始编码块数重新计算所述管道需要的基本单元数，所述管道需要的初始基本单元数等于所述管道的初始编码码块数乘以所述管道的编码码长除以所述管道的调制阶数得到的商再向上取整得到的值；根据所有所述管道需要的初始基本单元数确定所述物理帧中承载的初始符号数；步骤s23，如果所有所述管道需要的初始基本单元数之和大于所述物理帧最大承载的基本单元数，则确定所述调制编码参数为无效调制编码参数，跳转至步骤s26；如果所有所述管道需要的初始基本单元数之和小于或等于所述物理帧最大承载的基本单元数；则继续执行步骤s24；步骤s24，依次针对每一个管道，根据所述管道需要的初始基本单元数和所述物理帧中承载的初始符号数计算得到所述管道在所述物理帧中的承载速率，如果每一个管道在所述物理帧中的承载速率都不小于所述管道的数据速率，则所述调制编码参数为有效调制编码参数，设定所述物理帧中承载的初始数据符号数为所述物理帧中承载的有效数据符号数，针对每一个管道，设定所述管道的初始编码块数为所述管道的有效编码块数，所述需要的初始基本单元数为所述管道需要的有效基本单元数，跳转至步骤s26；否则如果任一管道在所述物理帧中的承载速率小于所述管道的数据速率，则执行步骤s25；步骤s25，对在所述物理帧中的承载速率小于所述管道的数据速率的所述管道的初始编码块数按设定步长增加，重新执行步骤s22；步骤s26，更新调制编码参数，确定所述调整编码参数是否为有效调制编码参数。

可选地，所述物理帧采用ofdm调制方式，所述数据符号为数据ofdm符号。

可选地，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算系统还包括有效编码映射参数确定模块：用于当所述调制编码参数为有效调制编码参数时，根据各个管道有效基本单元数以及所述物理帧中承载的有效数据符号数确定各个管道在所述物理帧中的存放数据的起始地址以及承载填充数据的基本单元数。

本发明提供一种多管道传输时物理帧资源参数的映射方法，所述一种多管道传输时物理帧资源参数的映射方法包括：获取管道的数量，各管道业务数据的速率参数以及系统参数，所述系统参数包括采样周期，一个数据符号的长度，一个所述数据符号中可承载的基本单元数，一个物理帧可承载的所述数据符号的最大数，一个物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度；获取所述多管道业务的所有的调制编码参数组合，所述调制编码参数包括调制阶数、编码码率、编码码长；针对每一种调制编码参数组合，在所述管道的数量，各管道业务数据的速率参数以及系统参数下，采用如上所述的多管道传输时物理帧资源参数的计算方法，确定所述调制编码参数是否为有效调制编码参数；当所述调制编码参数为有效调制编码参数时，确定所述调制编码参数组合下的所有映射参数，所述映射参数包括：所述物理帧中承载的有效数据符号数，各个管道有效基本单元数、编码块数。

可选地，所述映射参数还包括：各个管道在所述物理帧中的存放数据的起始地址，物理帧中承载填充数据的基本单元数。

可选地，多管道传输时物理帧资源参数的映射方法还包括：根据qos的要求在得到的所有有效的调制编码参数以及映射参数组合集中选择一个组合，并根据所述组合中的参数设置多管道传输时物理帧资源的映射。

如上所述，本发明的一种多管道传输时物理帧资源参数的计算方法、计算系统以及映射方法，具有以下有益效果：可以实现在指定条件(管道业务参数确定)的情况下，快速计算出有效的承载数据的各个逻辑管道(plp，physicallayerpipe)与物理帧中时频资源之间的映射关系，从方便广播调制器按照一定的次序排列并发送数据。本发明还可以实现对指定条件下计算并确定所有有效的业务数据与映射参数，从而方便用户确定满足qos要求承载数据的各个逻辑管道(plp，physicallayerpipe)与物理帧中时频资源之间的映射关系。

附图说明

图1显示为本发明的多管道传输时物理帧资源参数的计算方法的一实施例的流程示意图。

图2显示为本发明的多管道传输时物理帧资源参数的计算方法的另一实施例的流程示意图。

图3显示为本发明的多管道传输时物理帧资源参数的计算系统的一实施例的模块示意图。

图4显示为本发明的多管道传输时物理帧资源参数的映射方法的一实施例的流程示意图。

图5显示为本发明的多管道传输时物理帧资源参数的映射方法的一实施例的管道业务数据与物理帧资源映射示意图。

图6显示为本发明的多管道传输时物理帧资源参数的映射方法的一实施例的业务数据映射后速率变化示意图。

图7显示为本发明的多管道传输时物理帧资源参数的映射方法的一实施例的物理帧结构示意图。

元件标号说明

1管道传输时物理帧资源参数的计算系统

11多管道业务参数获取模块

12多管道映射参数求解模块

13映射参数有效性确定模块

s11～s15步骤

s21～s26步骤

s31～s33步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供一种多管道传输时物理帧资源参数的计算方法。所述多管道传输时物理帧资源参数的计算方法用于在确定了多管道业务数据参数以及系统参数的情况下，计算得到可能的映射参数(用于设定承载数据的各个逻辑管道(plp，physicallayerpipe)与物理帧中时频资源之间的映射关系)，并确定该映射参数的有效性(即是否满足系统的要求)。在一个实施例中，如图1所示，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算方法包括：

步骤s11，获取一组多管道业务数据参数以及系统参数，每个管道的业务数据参数分别包括一组调制编码参数与一个传输业务数据的速率，所述调制编码参数包括调制阶数、编码码率、编码码长；所述系统参数包括采样周期，一个数据符号的长度，一个所述数据符号中可承载的基本单元数，一个物理帧可承载的所述数据符号的最大数，一个物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度；

步骤s12，根据每个管道的业务数据参数设定各个管道需要的基本单元数的比例关系；在设定的所述比例关系下，以第一管道需要的基本单元数以及所述物理帧中承载的数据符号数为未知量，计算出所述物理帧的可传输的净比特率，以所述物理帧的可传输的净比特率必须大于或等于所有管道的传输业务数据的速率之和为第一条件，以所述物理帧中所能承载的基本单元数必须大于或等于所有的管道需要的基本单元数之和为第二条件，求解出同时满足所述第一条件和第二条件时所述第一管道需要的基本单元数的最小值以及所述物理帧中承载的数据符号数的最小值；根据所述第一管道需要的基本单元数以及各个管道需要的基本单元数的比例关系求解出各个管道需要的基本单元数。在一个实施例中，各个管道需要的基本单元数的比例关系为：其中，nplp为管道的总数，为第i管道需要的基本单元数，为第i管道的调制阶数，为第j管道的调制阶数，cri为第i管道的编码码率，crj为第j管道的编码码率，为第i管道的编码码长，为第j管道的编码码长。所述物理帧的可传输的净比特率其中，ncell_plp1为第一管道需要的基本单元数，lsym_ofdm为一个数据符号的长度，lsym_ndata为物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度，ncell_ofdm为所述数据符号中可承载的基本单元数。所述第一管道作为参考管道，可以设定为多管道中的任一个。

步骤s13，针对每一个管道，如果所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积都能够被所述管道的编码码长整除，则执行步骤s14。如果存在任一个管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积不能够被所述管道的编码码长整除时，则执行步骤s15。

步骤s14，确定所述调制编码参数为有效调制编码参数；针对每一个管道，设定所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积整除所述管道的编码码长所得到的商为所述管道的有效编码块数，所述管道需要的基本单元数为所述管道需要的有效基本单元数；设定所述物理帧中承载的数据符号数为所述物理帧中承载的有效数据符号数。

在一个实施例中，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算方法还包括：

步骤s15，调整各个管道的映射参数，所述映射参数包括各个管道需要的基本单元数与编码块数，并根据重新确定调整后的映射参数判断所述调制编码参数是否为有效调制编码参数。

在一个实施例中，如图2所示，所述步骤s15的具体实现包括：

步骤s21，针对每一个管道，重新计算所述管道的初始编码块数，所述初始编码块数等于所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积除以所述管道的编码码长得到的商再向上取整得到的值；继续执行步骤s22。

步骤s22，根据所述管道的初始编码块数重新计算所述管道需要的基本单元数，所述管道需要的初始基本单元数等于所述管道的初始编码码块数乘以所述管道的编码码长除以所述管道的调制阶数得到的商再向上取整得到的值；根据所有所述管道需要的初始基本单元数确定所述物理帧中承载的初始符号数；继续执行步骤s23。

步骤s23，如果所有所述管道需要的初始基本单元数之和大于所述物理帧最大承载的基本单元数，则确定所述调制编码参数为无效调制编码参数，跳转至步骤26；如果所有所述管道需要的初始基本单元数之和小于或等于所述物理帧最大承载的基本单元数；则继续执行步骤s24。

步骤s24，依次针对每一个管道，根据所述管道需要的初始基本单元数和所述物理帧中承载的初始符号数计算得到所述管道在所述物理帧中的承载速率，如果每一个管道在所述物理帧中的承载速率都不小于所述管道的数据速率，则所述调制编码参数为有效调制编码参数，设定所述物理帧中承载的初始数据符号数为所述物理帧中承载的有效数据符号数，针对每一个管道，设定所述管道的初始编码块数为所述管道的有效编码块数，所述需要的初始基本单元数为所述管道需要的有效基本单元数，跳转至步骤26；否则如果任一管道在所述物理帧中的承载速率小于所述管道的数据速率，则执行步骤s25。

步骤s25，对在所述物理帧中的承载速率小于所述管道的数据速率的所述管道的初始编码块数按设定步长增加，重新执行步骤s22。在一个实施例中，所述设定步长由用户确定，可以为1、2等步长。

步骤s26，确定所述调制编码参数是否为有效调制编码参数。在一个实施例中，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算方法还包括：当所述调制编码参数为有效调制编码参数时，根据各个管道有效基本单元数以及所述物理帧中承载的有效数据符号数确定各个管道在所述物理帧中的存放数据的起始地址以及承载填充数据的基本单元数。

在一个实施例中，所述物理帧采用正交频分复用(ofdm)调制方式，所述数据符号为数据ofdm符号。所述多管道传输时物理帧资源参数的计算方法包括：

1)获取各管道业务数据参数及系统参数

a)各管道拟传输业务数据的速率nplp为需要传输的业务管道数；

b)各管道拟传输业务数据采用的调制阶数

c)各管道拟传输业务数据采用的编码码率cri，i＝1,…,nplp；

d)各管道拟传输业务数据采用的编码码长

e)一个数据ofdm符号中用于承载数据的基本单元数(cell数)ncell_ofdm；

f)数据ofdm符号长度lsym_ofdm；

g)一帧中承载非业务数据的所有符号的总长度lsym_ndata；

h)采样周期ts；

i)一帧中可承载的数据ofdm符号最大数

2)确定承载各管道业务数据所需的基本单元(cell)数之间的比例关系

假设一帧中承载各管道业务数据所需的cell总数为则之间存在关系

进一步，上式可简化为

3)计算一帧可传输的最大净荷(未编码)比特数npbit_frm

进一步，上式可简化为

在

4)设定一帧中的采样点数(帧长)lfrm与一帧中的数据ofdm符号数nsym_ofdm之间的关系

lfrm＝nsym_ofdm×lsym_ofdm+lsym_ndata

5)设定基于给定帧参数形成的物理帧可传输的净比特率rpbit与帧长lfrm之间的关系

rpbit＝npbit_frm/(lfrm×ts)

6)设定物理帧可传输的净比特率rpbit与拟传输的各管道业务数据比特率之和之间的关系

其中

7)设定一个物理帧承载各管道业务数据所需的cell数与一个物理帧中包含的数据ofdm符号数nsym_ofdm之间的关系

式中为取上整数运算；

进一步，上式可简化为

8)计算满足(1)和(2)式的nsym_ofdm最小值和的最小值

若则所给调制阶数和编码码率cri(i＝1,…,nplp)无法达到各plp业务数据速率要求，基于本组mcs的计算终止。

(9)确定一个物理帧中承载的各管道业务数据所需的cell数与各管道业务数据所需的编码块数之间的关系，并计算各管道业务数据所需的编码块数所述编码块数为整数。

进一步，由上式可得

(10)若获得的完全满足(3)式条件，即所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积都能够被所述管道的编码码长整除。

则执行步骤(11)，否则执行步骤(17)

(11)计算一帧中承载的所有管道业务数据所需的ofdm符号数的最优值

(12)计算一帧中承载的各管道业务数据所需的cell数的最优值

(13)计算一帧中承载的各管道业务数据所采用编码块数的最优值

(14)计算一帧中承载的各管道业务数据在该帧的所有基本单元中的起始地址

不失一般性，假设第一个管道的业务数据在该帧的所有基本单元中的起始地址为0，即则

(15)计算一帧中数据ofdm符号中用于承载填充数据的基本单元数ncell_ndata

(16)多qos广播发送系统根据获得的一帧中承载的各管道业务数据所需的ofdm符号数的最优值各管道业务数据所需的cell数的最优值各管道业务数据所采用编码块数的最优值各管道业务数据在该帧的所有基本单元中的起始地址一帧中数据ofdm符号中用于承载填充数据的基本单元数ncell_ndata，完成多管道业务数据与每个物理帧中物理资源的最佳匹配。

(17)计算一帧中承载的各管道业务数据所采用的编码块数的初始值

(18)计算一个物理帧中承载的各管道业务数据所需的cell数的初始值

(19)计算一帧中承载的所有管道业务数据所需的ofdm符号数的初始值

若则所给调制阶数和编码码率cri(i＝1,…,nplp)无法达到各plp业务数据速率要求，基于本组各管道调制编码方案(mcs)的计算终止。

(20)若和满足以下条件

则为最优解，即

执行步骤(14)至步骤(16)。

(21)若对于管道i(i＝1,…,nplp)，和不满足(4)式条件，则逐渐增加不失一般性，重复步骤(18)至步骤(21)。

本发明还提供一种多管道传输时物理帧资源参数的计算系统，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算系统可以采用如上所述的多管道传输时物理帧资源参数的计算方法。在一个实施例中，如图3所示，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算系统1包括多管道业务参数获取模块11、多管道映射参数求解模块12以及映射参数有效性确定模块13。其中：

多管道业务参数获取模块11用于获取一组多管道业务数据参数以及系统参数，每个管道的业务数据参数分别包括一组调制编码参数与一个传输业务数据的速率，所述调制编码参数包括调制阶数、编码码率、编码码长；所述系统参数包括采样周期，一个数据符号的长度，一个所述数据符号中可承载的基本单元数，一个物理帧可承载的所述数据符号的最大数，一个物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度；

多管道映射参数求解模块12与多管道业务参数获取模块11相连，用于根据每个管道的业务数据参数设定各个管道需要的基本单元数的比例关系；在设定的所述比例关系下，以第一管道需要的基本单元数以及所述物理帧中承载的数据符号数为未知量，计算出所述物理帧的可传输的净比特率，以所述物理帧的可传输的净比特率必须大于或等于所有管道的传输业务数据的速率之和为第一条件，以所述物理帧中所能承载的基本单元数必须大于或等于所有的管道需要的基本单元数之和为第二条件，求解出同时满足所述第一条件和第二条件时所述第一管道需要的基本单元数的最小值以及所述物理帧中承载的数据符号数的最小值；根据所述第一管道需要的基本单元数以及各个管道需要的基本单元数的比例关系求解出各个管道需要的基本单元数。在一个实施例中，各个管道需要的基本单元数的比例关系为：其中，nplp为管道的总数，为第i管道需要的基本单元数，为第i管道的调制阶数，为第j管道的调制阶数，cri为第i管道的编码码率，crj为第j管道的编码码率，为第i管道的编码码长，为第j管道的编码码长。所述物理帧的可传输的净比特率其中，ncell_plp1为第一管道需要的基本单元数，lsym_ofdm为一个数据符号的长度，lsym_ndata为物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度，ncell_ofdm为所述数据符号中可承载的基本单元数。所述第一管道作为参考管道，可以设定为多管道中的任一个。

映射参数有效性确定模块13与多管道映射参数求解模块12相连，用于针对每一个管道，如果所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积都能够被所述管道的编码码长整除，则确定所述调制编码参数为有效调制编码参数；针对每一个管道，设定所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积整除所述管道的编码码长所得到的商为所述管道的有效编码块数，所述管道需要的基本单元数为所述管道需要的有效基本单元数；设定所述物理帧中承载的数据符号数为所述物理帧中承载的有效数据符号数。

在一个实施例中，所述多管道传输时物理帧资源参数的计算系统1还包括：多管道映射参数调整模块，用于当映射参数有效性确定模块判断所述第一管道需要的基本单元数以及各个管道需要的基本单元数不能判断所述调制编码参数为有效调制编码参数时，调整各个管道的映射参数，所述映射参数包括各个管道需要的基本单元数与编码块数，并根据重新确定调整后的映射参数判断所述调制编码参数是否为有效调制编码参数。

在一个实施例中，所述多管道映射参数调制模块的具体实现包括如下步骤：步骤s21，针对每一个管道，重新计算所述管道的初始编码块数，所述初始编码块数等于所述管道需要的基本单元数与所述管道的调制阶数的乘积除以所述管道的编码码长得到的商再向上取整得到的值；步骤s22，根据所述管道的初始编码块数重新计算所述管道需要的基本单元数，所述管道需要的初始基本单元数等于所述管道的初始编码码块数乘以所述管道的编码码长除以所述管道的调制阶数得到的商再向上取整得到的值；根据所有所述管道需要的初始基本单元数确定所述物理帧中承载的初始符号数；步骤s23，如果所有所述管道需要的初始基本单元数之和大于所述物理帧最大承载的基本单元数，则确定所述调制编码参数为无效调制编码参数，跳转至步骤26；如果所有所述管道需要的初始基本单元数之和小于或等于所述物理帧最大承载的基本单元数；则继续执行步骤s24；步骤s24，依次针对每一个管道，根据所述管道需要的初始基本单元数和所述物理帧中承载的初始符号数计算得到所述管道在所述物理帧中的承载速率，如果每一个管道在所述物理帧中的承载速率都不小于所述管道的数据速率，则所述调制编码参数为有效调制编码参数，设定所述物理帧中承载的初始数据符号数为所述物理帧中承载的有效数据符号数，针对每一个管道，设定所述管道的初始编码块数为所述管道的有效编码块数，所述需要的初始基本单元数为所述管道需要的有效基本单元数，跳转至步骤26；否则如果任一管道在所述物理帧中的承载速率小于所述管道的数据速率，则执行步骤s25；步骤s25，对在所述物理帧中的承载速率小于所述管道的数据速率的所述管道的初始编码块数按设定步长增加，重新执行步骤s22；步骤s26，确定所述调制编码参数是否为有效调制编码参数。

在一个实施例中，所述物理帧采用ofdm数据编码方式，所述数据符号为数据ofdm符号。所述多管道传输时物理帧资源参数的计算系统1还包括有效编码映射参数确定模块：用于当所述调制编码参数为有效调制编码参数时，根据各个管道有效基本单元数以及所述物理帧中承载的有效数据符号数确定各个管道在所述物理帧中的存放数据的起始地址以及承载填充数据的基本单元数。

本发明还提供一种多管道传输时物理帧资源参数的映射方法。所述多管道传输时物理帧资源参数的映射方法调用了如上所述的多管道传输时物理帧资源参数的计算方法。在一个实施例中，如图4所示，所述一种多管道传输时物理帧资源参数的映射方法包括：

步骤s31，获取管道的数量，各管道业务数据的速率参数以及系统参数，所述系统参数包括采样周期，一个数据符号的长度，一个所述数据符号中可承载的基本单元数，一个物理帧可承载的所述数据符号的最大数，一个物理帧中承载非数据业务的所有符号的总长度；获取所述多管道业务的所有的调制编码参数组合，所述调制编码参数包括调制阶数、编码码率、编码码长。

步骤s32，针对每一种调制编码参数组合，在所述管道的数量，各管道业务数据的速率参数以及系统参数下，采用如上所述的多管道传输时物理帧资源参数的计算方法，确定所述调制编码参数是否为有效调制编码参数。在一个实施例中，所述映射参数还包括：各个管道在所述物理帧中的存放数据的起始地址，物理帧中承载填充数据的基本单元数。

步骤s33，当所述调制编码参数为有效调制编码参数时，确定所述调制编码参数组合下的所有映射参数，所述映射参数包括：所述物理帧中承载的有效数据符号数，各个管道有效基本单元数、编码块数。

在一个实施例中，多管道传输时物理帧资源参数的映射方法还包括：根据qos的要求在得到的所有有效的调制编码参数以及映射参数组合集中选择一个组合，并根据所述组合中的参数设置多管道传输时物理帧资源的映射。

在一个实施例中，如图5所示，图中显示了2个plp业务数据与物理帧资源(数据基本单元(cell))映射示结果。其中p1和4个p2ofdm符号为承载非业务数据的符号。2个plp业务数据分别并级联占用不同或相同的数据ofdm的不同数据基本单元。当2个plp的业务数据不能占满整数个ofdm符号中的数据基本单元时，最后的ofdm符号中未被占用的基本单元为空基本单元(nullcell)。在一个实施例中，如图6所示，图中显示了在给定物理帧结构和2个plp业务数据分别采用qpsk和16qam调制条件下，2个plp业务数据映射后，plp2速率rts2(用“o”表示)及2个plp总速率rts1+rts2(用“*”表示)随plp1速率rts1变化关系。由图可见，随着rts1增加，在给定物理帧结构的条件下，plp1占用的物理资源需增加，必然导致plp2占用的物理资源减少，相应的rts2减小。由于plp1采用的调制效率低于plp2的效率，当前者在物理帧中占用资源比例逐渐增加时，映射后2个plp总速率将降低。

在一个实施例中，本发明中采用的物理帧结构如图7所示。该帧中包含一个前导符号p1、4个信令符号p2，以及nsym_ofdm个数据(ofdm)符号，帧尾符号。帧总长度为lfrm。其中p1和p2以及帧尾符号为一帧中承载非业务数据的符号，其长度为lsym_ndata。

在一个实施例中，对两个plp管道传输时的物理帧资源参数的资源分配进行描述：

(1)假设需要传输的数据速率与系统参数如下：a)2个管道拟传输业务数据的速率取值分别：和b)2个管道拟传输业务数据采用的调制阶数对应bpsk、qpsk、16qam、64qam、256qam、1024qam，i＝1,2；c)2个管道拟传输业务数据采用的编码码率cri＝[1/31/23/44/5]，i＝1,2；d)各管道拟传输业务数据采用的编码码长一个数据ofdm符号中用于承载数据的基本单元数(cell数)ncell_ofdm＝2786；f)数据ofdm符号长度lsym_ofdm＝4096；g)一帧中承载非业务数据的所有符号的总长度lsym_ndata＝2048+5*4096*9/8＝25088；h)采样周期ts＝0.1us；i)一帧中可承载的数据ofdm符号最大数

(2)从调制编码方式(mcs)集中，不同的调制编码方式采用了不同的调制编码参数，包括调制阶数，编码码率以及编码码长，在本例中编码码长相同遍历选择两个plp的采用的调制编码方式，即cri，i＝1,2。由于每个plp有30种mcs，则两个plp的mcs组合共有900种。

(3)对每种选择的mcs组合，根据所提映射方法步骤，可确定其是否可达到传输2个plp数据的速率要求。若满足，则可获得该有效mcs组合的如下承载2个plp业务数据的物理资源参数：

a)两个plp的编码块数，即

b)两个plp的占用的cell数，即

c)两个plp业务数据占用的总数据ofdm数，即

d)最终形成的物理帧长，即

(4)对每种有效的mcs组合，可计算物理资源复用性能参数如下：

a)两个plp的占用的cell数可承载的业务速率

b)复用效率effmux，即两个plp有效数据占用的cell数占整个物理帧承载cell总数的比例

所有可承载2个plp业务数据的mcs组合及物理资源参数见下表。由表可见，两个plp的所有900种mcs组合中，仅121种可满足要求的两个plp速率要求。亦即，对于此121种mcs组合，基于本方法计算获得的两个plp的占用的cell数可承载的业务速率均分别不低于另外可见，不同的mcs(modulationandcodingscheme，调制与编码策略)组合具有不同的复用效率，但基本上都在99％左右。

实际应用时，广播调制器将从计算获得的有效mcs组合集中，根据qos要求，选择承载各plp业务数据的mcs，以及相应的等配置系统参数。

综上所述，本发明的一种多管道传输时物理帧资源参数的计算方法、计算系统以及映射方法，具有以下有益效果：可以实现在指定条件(管道业务参数确定)的情况下，快速计算出有效的承载数据的各个逻辑管道(plp，physicallayerpipe)与物理帧中时频资源之间的映射关系，从方便广播调制器按照一定的次序排列并发送数据。本发明还可以实现对指定条件下计算并确定所有有效的业务数据与映射参数，从而方便用户确定满足qos要求承载数据的各个逻辑管道(plp，physicallayerpipe)与物理帧中时频资源之间的映射关系。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。