专利名称：：一种抗噪声数字无线广播信号传输方法
技术领域：
：本发明属于无线通信领域，更具体地涉及一种抗噪声数字无线广播信号传输方法。
背景技术：
：目前，电视广播已从模拟逐渐向数字化方向发展。数字电视广播传输系统，作为数字电视广播的重要组成部分，其相关技术的发展，与人们的生活质量息息相关，并因此受到了人们格外的广泛关注。数字电视广播相关技术及其相关产业是通信与计算机领域内发展较快，市场前景较好的产业。在数字电视广播相关技术上，目前各国关注的重点是，如何为复杂波传环境下的数字电视广播提供低成本的可靠高速移动的实现方案。传输技术是数字电视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。由于数字信号处理技术和集成电路技术的飞速发展，正交频分复用(OFDM)技术的系统实现变得越来越容易。因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、宽带无线局域网、数字电视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。信道编码是数字通信系统的重要组成部分。在多径衰落信道下，可以通过编码、交织和调制方案的优化设计达到尽可能大的信号分集阶数，以便在等于或超过最小自由距离的符号序列中得到独立衰落。BICM技术(比特交织编码调制，BitInterleavedCodedModulation,BICM)采用比特交织器并且使得编码和调制过程相对独立，从而使得可以将分集阶数从不同的多进制符号数扩大到不同的二进制比特数，也就是说，其分集阶数L是二进制码字序列间的最小汉明距离。由于BICM技术使得分集阶数得到明显提高，因此，使得通信系统在多径衰落信道下具有好的误码特性。在实际通信环境中，数字电视无线多媒体广播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。无线多媒体广播信号发射机传输方法是实现可靠数字电视抗噪声数字无线广播的关键技术。利用数字电视无线多媒体广播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抗噪声数字无线广播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抗噪声数字无线广播信号传输方法，可以满足高数据率可控制多业务数字电视抗噪声数字无线广播传输的需要。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."OFDMforwirelessmultimediacommumications".BostonArtechHouse,2000.Y.Wu,S.Hirakawa,U.H.Reimers,andJ.ffhitaker."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.TakadaandM.Saito.“TransmissionsystemsforISDB-T,'^ProceedingsoftheIEEE,SpecialIssueonGlobalDigitalTelevision!TechnologyandEmergingServices,pp.251-256,Jan.2006.G.Caire,G.Taricco,E.Biglieri,"Bit-interleavedcodedmodulation,，，IEEETrans.InformationTheory,vol.44,no.3,pp.927-946,May1998.
发明内容本发明针对高数据率可控制多业务数字电视抗噪声数字无线广播问题，提出了一种抗噪声数字无线广播信号传输方法。本发明提出的一种抗噪声数字无线广播信号传输方法，其特征在于它包括下列步骤1)抗噪声数字无线广播信号发射机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)抗噪声数字无线广播信号发射机将自己的输入数据比特流经LDPC编码、比特交织、码元调制后在频域上形成FFT比特交织编码调制数据块，LDPC表示低密度奇偶校验，FFT表示快速离散傅立叶变换，FFT比特交织编码调制数据块的长度为K；3)抗噪声数字无线广播信号发射机采用IFFT将FFT比特交织编码调制数据块变换为时域离散比特交织编码调制数据样值块Dtotal，IFFT表示快速离散傅立叶反变换；4)抗噪声数字无线广播信号发射机按顺序将时域离散比特交织编码调制数据样值块平分成两块，时域离散比特交织编码调制数据样值子块D1和时域离散比特交织编码调制数据样值子块D2，Dt。tal=[DijD2]；5)抗噪声数字无线广播信号发射机通过峰均功率比调整单元对时域离散比特交织编码调制数据样值子块D1、时域离散比特交织编码调制数据样值子块D2进行信号加、减、共轭运算处理并重新合成新的时域离散比特交织编码调制数据样值块Dnew,新的时域离散比特交织编码调制数据样值块Dmw采用如下生成模式得到，生成模式1为Dmw=[D1,D2]，生成模式2为权利要求1.一种抗噪声数字无线广播信号传输方法，其特征在于它包括下列步骤1)抗噪声数字无线广播信号发射机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)抗噪声数字无线广播信号发射机将自己的输入数据比特流经LDPC编码、比特交织、码元调制后在频域上形成FFT比特交织编码调制数据块，LDPC表示低密度奇偶校验，FFT表示快速离散傅立叶变换，FFT比特交织编码调制数据块的长度为K；3)抗噪声数字无线广播信号发射机采用IFFT将FFT比特交织编码调制数据块变换为时域离散比特交织编码调制数据样值块Dt。tal，IFFT表示快速离散傅立叶反变换；4)抗噪声数字无线广播信号发射机按顺序将时域离散比特交织编码调制数据样值块平分成两块，时域离散比特交织编码调制数据样值子块D1和时域离散比特交织编码调制数据样值子块D2，Dt。tal=[DijD2]；5)抗噪声数字无线广播信号发射机通过峰均功率比调整单元对时域离散比特交织编码调制数据样值子块D1、时域离散比特交织编码调制数据样值子块込进行信号加、减、共轭运算处理并重新合成新的时域离散比特交织编码调制数据样值块Dnew，新的时域离散比特交织编码调制数据样值块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=ID15VTT^D1+D2;)]，生成模式3为Dnew=Jo15ViT^D1-D2；)]，生成模式4为Dnew=[Vi72(D1+D2),D2]，生成模式5^Dnew=[Vl72(D,-D2),D2]，生成模式6为Dnew=[ViT^D1+D2),ViT^D1-D2)]，生成模式7为Dnew=[D*”D2]，生成模式8为Dnew=JDWiT^Di1+DJ，生成模式9为Dnew-[DWTT^D.i-DJ,生成模式10为Dnew=[Vi72(d*i+D2)D2]，生成模式11为Dnew=(ViT^yi-D2)iD2I，生成模式12为Dnew=[v/iT^D、+2}^2(\-D2)],比较12种生成模式合成的时域离散比特交织编码调制数据样值块Dnew，选取其中具有最低峰均功率比的降峰均功率比时域离散比特交织编码调制数据样值块D=，并将降峰均功率比时域离散比特交织编码调制数据样值块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，D^1表示对时域离散比特交织编码调制数据样值子块D1的各时域离散比特交织编码调制数据样值进行共轭运算处理而得到的时域离散比特交织编码调制数据样值子块；6)抗噪声数字无线广播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抗噪声数字无线广播信号发射机的各系统参数和业务模式信息；7)抗噪声数字无线广播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4次形成时域嵌入训练序列离散样值块，时域嵌入训练序列离散样值块的长度与降峰均功率比时域离散比特交织编码调制数据样值块的长度在数值上相等，即K=4XX；8)抗噪声数字无线广播信号发射机将降峰均功率比时域离散比特交织编码调制数据样值块、时域嵌入训练序列离散样值块直接叠加形成时域嵌入训练序列降峰均功率比时域离散比特交织编码调制数据样值块，作为帧体；9)抗噪声数字无线广播信号发射机将循环前缀作为保护间隔即帧头插入时域嵌入训练序列降峰均功率比时域离散比特交织编码调制数据样值块即帧体，以形成信号帧，循环前缀的长度为C；10)抗噪声数字无线广播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；11)抗噪声数字无线广播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；12)抗噪声数字无线广播信号接收机检测接收抗噪声数字无线广播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的抗噪声数字无线广播信号传输方法，其特征在于所述抗噪声数字无线广播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的抗噪声数字无线广播信号传输方法，其特征在于所述训练序列、业务指标序列由一系列的1或-ι组成，具有伪随机特性。4.按权利要求2的抗噪声数字无线广播信号传输方法，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的抗噪声数字无线广播信号传输方法，其特征在于所述FFT比特交织编码调制数据块由子载波组成；当X取512时，子载波数取2048，子载波的频率间隔取4KHz；当X取IOM时，子载波数取4096，子载波的频率间隔取2KHz；当X取2048时，子载波数取8192，子载波的频率间隔取ΙΚΗζ。6.按权利要求1的抗噪声数字无线广播信号传输方法，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。7.按权利要求1的抗噪声数字无线广播信号传输方法，其特征在于所述对输入数据进行LDPC编码、比特交织、码元调制处理的LDPC编码的编码率为1/4、1/2、5/8、3/4和7/8中的一个，比特交织采用随机交织方式，码元调制为QPSK、16QAM、32QAM和64QAM中的一种，码元星座图映射方式采用格雷码映射。8.按权利要求1的抗噪声数字无线广播信号传输方法，其特征在于所述抗噪声数字无线广播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抗噪声数字无线广播信号传输方法，是一种时域频域混合的传输方案。本发明的抗噪声数字无线广播信号传输方法，针对宽带多载波数字无线广播传输系统所面临的信号高峰均功率比、信道噪声而需要解决的技术问题，设计了低复杂度的降峰均功率比技术、比特交织编码调制技术、信号帧时频域联合迭代分离处理技术，使得宽带多载波数字无线广播系统具有低峰均功率比、同步时间短、抗噪声、可控多业务等优点。文档编号H04L27/26GK102291355SQ201110247029公开日2011年12月21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