CN100356792C - 数字电视地面广播传输系统中的混合传输方法 - Google Patents

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本发明公开了一种数字电视地面广播传输系统中的混合传输方法。该方法通过将采用不同传输模式的数据帧在信道编码完成后进行混合的方式，在单载波系统中实现了多种传输模式的混合传输，满足了数字电视地面广播传输多种传输模式的要求。

Description

数字电视地面广播传输系统中的混合传输方法
技术领域
本发明属于数字信号传输领域，特别是涉及一种数字电视地面广播传输系统中的混合传输方法。
背景技术
在数字电视地面广播传输系统中，主要分为单载波时域处理系统和多载波频域处理系统，前者如美国ATSC-8VSB系统，后者如欧洲的DVB-T COFDM系统和日本的ISDB-T系统。由于目前广播应用的多样化要求，往往需要一套数字电视地面广播传输系统传输多种业务，例如电视信号固定接收、电视信号移动接收和数据信号移动接收等，这就要求传输系统根据不同的接收条件采用不同的传输模式。
目前的单载波时域处理系统中，美国的ATSC-8VSB系统是针对固定接收设计的单传输模式，无法完成多业务的传输。
多载波频域处理系统中，欧洲的DVB-T COFDM采用多种传输模式，其系统框图参见图1。DVB-T将两种业务(高优先级对应信道编码纠错能力强；低优先级对应信道编码纠错能力弱)的数据对应到星座图不同的星座点上。不同层的业务可以使用不同的传输模式，两种业务都可以使用8k或者2k的传输模式。系统的导频插入在频域进行。各种传输模式可以按照系统需要以OFDM符号(在1个OFDM符号中，由相应数目的数据载波和它的保护间隔组成)为单位混合，传输不同模式的数据码流，不同传输模式下的OFDM符号长度不同。
日本的ISDB-T系统也采用多种传输模式的混合，其系统框图参见图2。ISDB-T系统采用频域混合的方式，将整个频段分成13段，每一段可以传输不同的模式，也可以几段组合成一个模式传输。
本发明人设计的数字电视地面广播传输系统(ADTB-T)属于单载波时域处理系统，其信号的传输方法是这样的：数字传输系统中传输的由多电平符号组成的数据流被分为一个一个连续的数据帧进行传输；每个数据帧包含3个部分，分别是预置信息、系统信息和数据信息，并以此形成单纯的一阶循环。其中预置信息、系统信息和数据信息在数据帧中的起始位置可以不同，但三者出现的顺序保持不变，如预置信息、系统信息、数据信息，或者系统信息、数据信息、预置信息，或者数据信息、预置信息、系统信息。前述单纯的一阶循环，是指数据流被分为一个一个连续的具有相同内容的数据帧进行传输，数据帧重复出现所形成的循环。并且，每个数据帧的长度相同。(参见专利：数字信号传输系统中的一种信号传输方法；申请号：200310113282.8)
数字电视地面广播传输系统(ADTB-T)中的系统信息用于决定该帧数据信息的传输模式，如调制模式、编码方式等，除此之外，系统信息还可以用于未来的功能扩展。系统信息通过两电平序列来表达。系统信息的长度可以根据业务需求的不同而选择，但应当满足为2的幂次方。比如，在有线传输方式下，系统信息可以是32或64位长，而在无线传输模式下，可以选择64或128位长。
数字电视地面广播传输系统(ADTB-T)可以传输三种业务，分别是电视信号固定接收(固定业务)、电视信号移动接收(移动业务)和数据信号移动接收(数据业务)。系统在传输不同业务时选择了不同的传输模式，其中，固定业务可以选择16-OQAM或32-OQAM的传输模式；移动业务可以选择4-OQAM的传输模式或者4-OQAM-E的传输模式；数据业务可以选择4-OQAM-E的传输模式。在混合传输模式下，各种业务按各自的传输模式以帧为单位任意混合，各帧的传输模式由该帧中的系统信息明确指出。这就涉及到如何在单载波数字电视地面广播传输系统中进行混合传输的问题。
发明内容
本发明提供一种数字电视地面广播传输系统中的混合传输方法，该方法通过将采用不同传输模式的数据帧在信道编码完成后进行混合的方式，在单载波系统中实现了多种传输模式的混合传输，满足了数字电视地面广播传输多种传输模式的要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
数字传输系统中传输的由多电平符号组成的数据流被分为一个一个连续的数据帧进行传输；每个数据帧包含可用作系统同步、时钟恢复、信道估计和均衡器训练的预置信息，可用于表征本帧数据信息传输模式的系统信息，以及数据信息这三部分，并以此形成单纯的一阶循环。
所述数字传输系统在传输时，每个数据帧按照本帧采用的传输模式进行信道数据处理，在不同传输模式下信道数据处理的方式为：
高码率传输模式下，采用16-OQAM模式或32-OQAM模式，输入的数据信息流经过输入缓冲、扰码、CRC校验(Cyclicl Redundncy Check，循环冗余校验)、二维TPC编码(TurboProduct Code，Turbo乘积编码)、比特交织，然后进行符号映射以及预置信息和系统信息插入，至此整个信道编码过程完成；
中码率传输模式下，采用4-OQAM模式，输入的数据信息流经过输入缓冲、扰码、RS编码(Reed-Solomon code)、字节交织、二维TPC编码、比特交织，然后进行符号映射以及预置信息和系统信息插入，至此整个信道编码过程完成；
低码率传输模式下，采用4-OQAM-E模式，输入的数据信息流经过输入缓冲、扰码、RS编码、字节交织、二维TPC编码、比特交织、NR编码(Nordstrom-Robinson code)，然后进行符号映射以及预置信息和系统信息插入，至此整个信道编码过程完成；
上述信道编码完成后形成相应的数据帧，再将采用不同传输模式的数据帧按时分的方式进行混合；混合的过程为：系统中的控制单元根据对应不同传输模式的缓冲器的状态，按一定的顺序和间隔将输入的传输各种模式的数据帧交叉形成传输数据流。
在本发明的方法中，每种传输模式进行数据处理时具有独立的编码方式，包括交织器、随机化器，内码、外码等。
本发明的方法可以适用于数字电视地面广播传输系统(ADTB-T)中。适用本发明的方法进行混合传输时所采用的数据帧的具体结构可以采用专利(数字电视地面广播传输系统中的信号传输方法；申请号：200410039115.8)中公开的数据帧的结构，在该专利中每个数据帧包含可用作系统同步、时钟恢复、信道估计和均衡器训练的预置信息，可用于表征本帧数据信息传输模式的系统信息，以及数据信息这三部分，并以此形成单纯的一阶循环。
其中，预置信息是一个长度为2048位的二电平符号序列，由1个二电平时域伪随机噪声PN序列PN2047再添加上1位二电平确知信号构成；系统信息是经过扩频保护的二电平序列，长度满足为2的幂次方；采用128阶的WALSH码字生成128个128位长的WALSH矢量，这128个WALSH矢量取反后与原来的128个矢量组合成256个矢量；将前述得到的256个矢量与一个长度为128的随机序列异或后得到256个系统信息矢量，用于表示系统信息；数据信息是二电平序列或者多电平序列，长度满足为2的幂次方。
本发明的方法与背景技术中所介绍的欧洲的DVB-T系统和日本的ISDB-T系统中的模式混合方法的不同之处在于，本方法在信道编码完成后进行模式混合，结构层次清晰，各种模式在混合传输中所占的比例可以随意调节，即任何一帧可以是任何传输模式，使固定业务、移动业务和数据业务的带宽可以根据需要灵活调整。各种模式的交织、随机化器，内码(二维TPC)等也通过各帧所包含的系统信息复位，各种模式的复位也相互独立。
附图说明
图1为欧洲DVB-T COFDM系统框图；
图2为日本ISDB-T传输框图；
图3为采用本发明混合传输方法的ADTB-T系统结构框图及实施例；
图4为采用本发明混合传输方法进行混合后形成的数据帧示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细描述：
本发明中的数字电视地面广播传输系统中的混合传输方法可以应用于数字电视地面广播系统(ADTB-T)。本实施例公开的即是本发明的方法在ADTB-T系统中的具体应用，本实施例应用的ADTB-T传输系统可以传输三种业务，分别是电视信号固定接收(固定业务)、电视信号移动接收(移动业务)和数据信号移动接收(数据业务)。系统在传输固定业务时选择16-OQAM或者32-OQAM的传输模式，传输移动业务时选择4-OQAM或者4-OQAM-E的传输模式，传输数据业务时选择4-OQAM-E的传输模式。
实施例公开的方法具体如下：
数字传输系统中传输的由多电平符号组成的数据流被分为一个一个连续的数据帧进行传输；每个数据帧包含可用作系统同步、时钟恢复、信道估计和均衡器训练的预置信息，可用于表征本帧数据信息传输模式的系统信息，以及数据信息这三部分，并以此形成单纯的一阶循环。
传输过程中，所述数字传输系统的每个数据帧按照本帧所采用的传输模式进行信道数据处理，图3是采用本发明混合传输方法的ADTB-T系统结构框图。如图所示：
高码率传输模式下，输入的数据信息流经过输入缓冲、扰码、CRC校验、二维TPC编码、比特交织，然后进行符号映射以及预置信息和系统信息插入，至此整个信道编码过程完成；
中码率传输模式下，输入的数据信息流经过输入缓冲、扰码、RS编码、字节交织、二维TPC编码、比特交织，然后进行符号映射以及预置信息和系统信息插入，至此整个信道编码过程完成；
低码率传输模式下，输入的数据信息流经过输入缓冲、扰码、RS编码、字节交织、二维TPC编码、比特交织、NR编码、符号交织(可选)，然后进行符号映射以及预置信息和系统信息插入，至此整个信道编码过程完成。
将上述不同传输模式下完成信道编码过程后形成的数据帧按时分的方式进行混合，模式混合完成后，再进行导频插入和调制。
在本发明的方法中，每种传输模式进行数据处理时具有独立的编码方式，包括交织器、随机化器，内码、外码等。
图4显示了混合完成后所形成的连续数据帧的一个例子，即连续三帧分别为16-OQAM传输模式、4-OQAM传输模式和4-OQAM-E传输模式。
应用本发明的方法，传输系统可以在复用器的作用下根据需要将上述几种传输模式混合。在系统中数据帧混合的具体过程为：系统中的控制单元根据固定业务码流、移动业务码流和数据业务码流的缓冲器状态，按一定的顺序和间隔将输入的传输各种业务的数据帧交叉形成传输数据流。
采用本发明的方法，可以实现固定业务、移动业务和数据业务的码流依据传输系统的需要进行混合，很好地解决了数字电视地面广播传输系统进行多业务传输的问题。

Claims (3)

1、一种数字电视地面广播传输系统中的混合传输方法，传输系统传输的由多电平符号组成的数据流被分为一个一个连续的数据帧进行传输；每个数据帧包含可用作系统同步、时钟恢复、信道估计和均衡器训练的预置信息，可用于表征本帧数据信息传输模式的系统信息，以及数据信息这三部分，并以此形成单纯的一阶循环；其特征在于，传输时每个数据帧按照本帧采用的传输模式进行信道的数据处理，在不同传输模式下信道数据处理的方式为：
高码率传输模式下，采用16-OQAM模式或32-OQAM模式，输入的数据信息流经过输入缓冲、扰码、循环冗余校验、二维Turbo乘积编码、比特交织，然后进行符号映射以及预置信息和系统信息插入，至此整个信道编码过程完成；
中码率传输模式下，采用4-OQAM模式，输入的数据信息流经过输入缓冲、扰码、Reed-Solomon编码、字节交织、二维Turbo乘积编码、比特交织，然后进行符号映射以及预置信息和系统信息插入，至此整个信道编码过程完成；
低码率传输模式下，采用4-OQAM-E模式，输入的数据信息流经过输入缓冲、扰码、Reed-Solomon编码、字节交织、二维Turbo乘积编码、比特交织、Nordstrom-Robinson编码，然后进行符号映射以及预置信息和系统信息插入，至此整个信道编码过程完成；
上述信道编码完成后形成相应的数据帧，再将采用不同传输模式的数据帧按时分的方式进行混合；混合的过程为：系统中的控制单元根据对应不同传输模式的缓冲器的状态，按一定的顺序和间隔将输入的传输各种业务的数据帧交叉形成传输数据流。
2、如权利要求1所述的一种数字电视地面广播传输系统中的混合传输方法，其特征在于，每种传输模式进行数据处理时具有独立的信道编码方式，包括交织器、随机化器、内码、外码。
3、如权利要求1或2所述的一种数字电视地面广播传输系统中的混合传输方法，其特征在于，在低码率传输模式下，Nordstrom-Robinson编码之后，加上一个符号交织器。
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