CN100525145C - 数字广播系统控制信息传输的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字广播系统控制信息传输的方法及其装置，可以将支持多种业务传输的OFDM系统物理信道分为若干个时隙，控制信息占用指定的一个或若干时隙，其它时隙为多种业务占用，其中，控制时隙的数据格式为包括：系统引导块、时隙控制块和附加信息块。该方法及其装置可以高效地指示所有业务在物理层中的传输参数，具有很大的灵活性，可以支持多种不同业务类型和服务质量的定义，并可与业务同时传输，最大限度的确保了实时性，业务参数更新后，接收端能够立即同步更新接收机配置，具有可扩展性，可以支持新业务类型和新定义的服务质量，可以广泛应用于卫星广播、地面无线广播、地面手持广播等各广播领域。
Description
技术领域
本发明涉及数字信息传输技术领域，尤其是涉及一种基于OFDM的数字广播系统控制信息传输的装置及其方法。
背景技术
数字广播除了覆盖面广、节目容量大之外，最大的特点就是具有广播性，一点对多点、一点对多面，广播信息的成本与用户数量无关。因此，数字广播作为信息通信业的一个重要组成部分，在国家信息基础设施建设、实现普遍服务和国家信息安全战略中具有重要地位。
在基于OFDM的地面无线广播、地面手持广播、卫星广播等系统中，业务被划分为多种不同的类型，同时为了提供差异化的服务，单个业务提供了不同的服务质量。服务质量是通过调制方式、编码方式、业务属性等一系列关键参数决定的。上述所有业务被复接在同一物理信道中传输。接收端接收到信号后根据用户的选择，需要准确地将相应业务从传输信号中提取出来，从而完成服务过程。因此，要求传输系统提供一种快速有效的控制方法和装置，使接收端能够快速可靠地获取业务信息、选择和分接业务数据。
发明内容
如上所述，本发明的目的是提供一种OFDM系统中传输控制信息的方法和装置，利用该装置可以将业务类型信息、传输参数信息与业务数据在同一信道上传输，高效地实现控制多种业务以及多种传输模式的需求，可以实现高容量数字广播的需要。
为了实现上述目的，本发明公开了一种数字广播系统控制信息传输的发送装置，包括：业务数据信道编码及交织处理单元，其用于对多种业务数据进行信道编码及交织操作；控制信息信道编码及交织处理单元，其用于将控制信息进行信道编码及交织操作；组帧单元，其用于对经过信道编码及交织操作后的所述多种业务数据和控制信息进行组帧操作；及OFDM调制单元，其用于对经过组帧操作后的数据进行OFDM调制为基带信号；其中，经过组帧单元处理后的每一帧被分为若干个时隙，控制信息占用指定的一个或若干个时隙，多种业务数据占用其它时隙；并且控制时隙的数据格式为包括：系统引导块、时隙控制块和附加信息块；并且控制信息同时发送给每个单元，用于指示在每个时隙内每个单元所完成的操作。
为了实现上述目的，本发明公开了一种数字广播系统控制信息传输的发送方法，包括：对输入的多种业务数据进行信道编码及交织操作的步骤；对输入的控制信息进行信道编码及交织操作的步骤；对经过信道编码及交织操作后的所述多种业务数据和控制信息进行组帧操作的步骤；及对经过组帧操作后的数据进行OFDM调制为基带信号的步骤；其中，经过所述组帧步骤处理后的每一帧被分为若干个时隙，控制信息占用指定的一个或若干个时隙，多种业务数据占用其它时隙；并且控制时隙的数据格式为包括：系统引导块、时隙控制块和附加信息块；及在所述步骤中同时接收控制信息，用于指示在每个时隙内每个所属步骤所完成的操作。
为了实现上述目的，本发明公开了一种数字广播系统控制信息传输的接收装置，其特征在于包括：OFDM解调制单元，其用于对基带信号进行解调；解帧单元，其用于对解调处理后的数据进行解帧操作，并输出业务时隙及控制时隙；业务时隙信道解码及解交织处理单元，其用于对输出的业务时隙进行信道解码及解交织操作；及控制时隙信道解码及解交织处理单元，其用于对控制时隙进行信道解码及解交织操作；其中，经过所述接收装置处理后的数据的每一帧被分为若干个时隙，恢复的控制信息占用指定的一个或若干个时隙，多种业务数据占用其它时隙；并且控制时隙的数据格式为包括：系统引导块、时隙控制块和附加信息块；并且恢复的控制信息同时发送给每个单元，用于指示在业务时隙内每个单元所完成的操作。
为了实现上述目的，本发明公开了一种数字广播系统控制信息传输的接收方法，包括：对基带信号进行解调操作的步骤；对解调操作以后的数据进行解帧操作，并输出业务时隙及控制时隙的步骤；对输出的业务时隙进行信道解码及解交织操作的步骤；及对输出的控制时隙进行信道解码及解交织操作的步骤；其中，经过所述接收方法处理后的数据的每一帧被分为若干个时隙，恢复的控制信息占用指定的一个或若干个时隙，多种业务数据占用其它时隙；并且控制时隙的数据格式为包括：系统引导块、时隙控制块和附加信息块；及在每个所述步骤中同时接收恢复的控制信息，用于指示在业务时隙内每个所述步骤所完成的操作。
根据本发明所述的基于OFDM的数字广播系统中控制信息传输的方法和装置，可以高效地指示所有业务在物理层中的传输参数，具有很大的灵活性，可以支持多种不同业务类型和服务质量的定义，并可与业务同时传输，最大限度的确保了实时性，业务参数更新后，接收端能够立即同步更新接收机配置，具有可扩展性，可以支持新业务类型和新定义的服务质量，可以广泛应用于卫星广播、地面无线广播、地面手持广播等各广播领域。
附图说明
图1为使用本发明所述数字广播系统控制信息传输装置的传输示意图。
图2为本发明所述数字广播系统控制信息发送装置的结构框图。
图3为本发明所述数字广播系统控制信息接收装置的结构框图。
图4为本发明所述控制信息与多种业务数据经过组帧单元处理后的每一帧的结构示意图。
图5为本发明所述控制时隙的数据格式的示意图。
图6为系统引导块的组成示意图。
图7为时隙控制块的组成示意图。
图8为本发明所述CRC校验多项式g(x)＝x12+x11+x3+x2+x+1生成方法示意图。
图9为本发明具体实施例的卫星移动数字广播系统的帧结构示意图。
图10为本发明具体实施例的卫星移动数字广播系统的控制时隙的数据格式的示意图。
图11为本发明具体实施例的卫星移动数字广播系统的附加信息块的组成示意图。
图12为本发明具体实施例的卫星移动数字广播系统的PI适配块的示意图。
具体实施方式
本发明提供的基于OFDM的数字广播系统中传输控制信息的装置可以将业务类型信息、传输参数信息与业务数据在同一信道上传输，高效地实现控制多种业务以及多种传输模式的需求，可以实现高容量数字广播的需要。使用本发明所述数字广播系统控制信息传输装置的传输示意图如图1所示，其中发送装置如图2所示，接收装置如图3所示。
所有业务数据与控制信息复用在同一物理通道中传输，如图4所示。特定业务采用指定的传输模式和服务类型。其中传输模式包括物理载波频点、OFDM子载波调制模式、信道编码模式、交织器模式、复接模式等参数；服务类型指示该业务分类信息。其中子载波调制模式包括BPSK、QPSK、16QAM、64QAM、128QAM、256QAM、8PSK、16APSK、32APSK调制方式中的任一种。控制信息的子载波调制方式为BPSK、QPSK、16QAM的任一种。
所传输的控制信息的时隙数据格式如图5所示，共包括三个主要部分：1个系统引导包构成的系统引导块、N个时隙控制包构成的时隙控制块以及若干个附加信息包构成的附加信息块。其中附加信息包结构由系统定义，可以传输系统定义的任何其它数据。
系统引导包用于指示系统信息，包含6个域，如图6所示分别是：地区索引号域LID、导频模式域PM、版本号域VER、全局时间域DATA-TIME、保留域RSV及校验域CRC。
其中，地区索引号域LID指示系统服务的地域范围。
导频模式域PM指示OFDM信号采用的导频模式。
版本号域VER指示系统的版本号，分为主版本号Main-V和子版本号Sub-V两个子域。
全局时间域DATA-TIME指示当前时隙所在的格林威治时间，以秒为单位。分为两个子域：DY指示相对于2000年的年份；DS指示当年内绝对秒数。发送端生成该域。
校验域CRC采用CRC校验，校验多项式为g(x)＝x12+x11+x3+x2+x+1，生成方法如图8所示。输入系统引导包前寄存器复位为全“0”状态。
保留域RSV置为全“0”。
控制信息由若干格式相同的时隙控制包组成。时隙控制包的数目与传输系统定义的时隙数目相同。一个业务承载在一个或者多个时隙上，每个时隙控制包包含了该时隙的物理参数以及传输的业务信息。其格式如图7所示，包括3个域，分别为传输模式描述域STrD、业务类型描述域STyD和校验域CRC。其中传输模式描述域由7个子域组成：频点索引域FREQ、分片索引域、时隙索引域TSID、传输使能域ACT、编码模式域CM、交织模式域IM、调制模式域MM；业务类型描述域由类型索引域TYPE、优先级指示域PRI、业务索引域SVID、类型描述符域DESCRIPTOR组成。
频点索引域FREQ和时隙索引域TSID共同标识系统中的一个特定时隙。
业务索引域SVID唯一的标识业务，不同的时隙控制包的业务索引域可以相同，用以指示特定业务占用的时隙。
类型描述符域DESCRIPTOR由系统定义。
并且当使用系统指定的一个或者若干个控制时隙时，控制时隙采用的是所述编码模式域、交织模式域及调制模式域中由系统指定的编码模式、交织模式及调制模式。
当使用多于一个系统指定的控制时隙时，每个控制时隙所采用的编码模式、交织模式和调制模式的系统指定可以互不相同。
以上说明可以由如下具体实施例详细阐明：
一种卫星移动数字广播系统，通过卫星实现大面积的广播覆盖，传送多路广播业务，用户可以用终端实现移动接收。该卫星移动广播系统使用25MHz带宽，划分为三个8MHz的频道，每个8MHz频道传送一路OFDM调制信号。三个8MHz频点分别命名为频点0、频点1、频点2。卫星移动数字广播系统每帧为1秒，由40个时隙组成，其中时隙0(TS0)用于传输控制信息，其余时隙用于传输业务，如图9所示。传输控制时隙传送640×96比特数据，格式如图10所示。其中SII适配块即为1个系统引导包，SCI适配块即为N＝120个时隙控制包，PI适配块为519个附加信息包，每个包为96比特。
其中，SII适配块包含6个域，分别是：13比特地区索引号域LID、3比特导频模式域PM、16比特版本号域VER、32比特全局时间域DATA-TIME、20比特保留域RSV、12比特校验域CRC。
地区索引号域LID指示系统服务的地域范围，与导频模式域组合，最大支持65536个地区定义。其余各子域的功能如上所述。
SCI适配块的每个时隙控制包由96比特组成，包括3个域，分别为28比特传输模式描述域STrD、56比特业务类型描述域STyD和12比特校验域CRC。其中传输模式描述域由7个子域组成：3比特频点索引域FREQ、4比特分片索引域FID、6比特时隙索引域TSID、1比特传输使能域ACT、5比特编码模式域CM、4比特交织模式域IM、5比特调制模式域MM；业务类型描述域由5比特类型索引域TYPE、3比特优先级指示域PRI、10比特业务索引域SVID、38比特类型描述符DESCRIPTOR组成。各域的定义如下表1至表7所示。
表1 频点索引域FREQ
| FREQ | 频点索引 |
| 0x00 | 频点0 |
| 0x01 | 频点1 |
| 0x02 | 频点2 |
| 0x03～0x07 | 保留 |
表2 时隙索引域TSID
| TSID | 时隙索引 |
| 0x00≤N≤0x27 | 时隙N |
| 0x028～0x3F | 保留 |
表3 时隙使能域ACT
| ACT | 时隙使能 |
| 1 | 发送功率 |
| 0 | 不发送功率 |
表4 信道编码模式
| CM | 编码模式 |
| 0x00 | 内码码率1/2，外码RS(90，80) |
| 0x01 | 内码码率5/8，外码RS(90，80) |
| 0x02 | 内码码率1/2，外码RS(90，90) |
| 0x03 | 内码码率5/8，外码RS(90，90) |
| 0x04～0x1F | 保留 |
表5 交织器模式
| IM | 交织器模式 |
| 0x00 | K＝1 |
| 0x01 | K＝2 |
| 0x02 | K＝4 |
| 0x03 | K＝8 |
| 0x04～0x0F | 保留 |
表6 子载波调制模式域MM
| MM | 调制模式 |
| 0x00 | BPSK |
| 0x01 | QPSK |
| 0x02 | 16QAM |
| 0x03～0x1F | 保留 |
表7 业务类型域TYPE
| TYPE | 业务类型 |
| 0x00 | TS类业务 |
| 0x01 | IP类业务 |
| 0x02～0x1F | 保留 |
TS类业务的描述符为13比特MAX_PID，13比特MIN_PID和16比特RSV保留，其中MAX_PID为该TS流中的最大PID；MIN_PID为该TS流中的最小PID；RSV为保留比特。
IP类业务的描述符的全部保留，置为全“0”。
附加信息块传送的是系统定义的公共信息(Public Information)。公共信息分为不定长的信息帧，其结构如图11所示。
其中，SYNC为8比特同步字域。设为‘10111001’。
AID为16比特区域索引号域，取值范围0至65536。PIID为10比特公共信息索引号域，取值范围0至4095。
PITy为8比特公共信息类型域。每个类型的公共信息PIID独立编号。见表8。
表8 公共信息类型
| PITy | 公共信息类型 |
| 0x0 | 紧急信息 |
| 0x1 | 指示信息 |
| 0x2～0xF | 保留 |
IVT为12比特失效时间域。该域指示接收到本条公共信息后，该信息继续有效的持续时间。IVT域的时间单位由TU域指定。
TU为2比特时间单位域。定义见表9。
表9 时间单位
| TU | 时间单位 |
| 0x0 | 秒 |
| 0x1 | 分种 |
| 0x2 | 小时 |
| 0x3 | 日 |
LEN为16比特信息长度域。指示数据域的字节数。
DATA为数据域。由LEN域定义本域长度。
RSV为保留域，置为“0000”。
CRC校验多项式为g(x)＝x12+x11+x3+x2+x+1，生成方法如图8所示。输入每个时隙控制包前寄存器复位为全“0”状态。
公共信息帧被分割为若干个96比特的附加信息包，帧尾不足96比特则用全“0”填充，如图12所示。
本发明并不局限于上述特定实施例，在不背离本发明精神及其实质情况下，本领域的普通技术人员可根据本发明作出各种相应改变和变形。这些相应改变和变形都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。
Claims (13)
1、一种数字广播系统控制信息传输的发送装置，包括：
业务数据信道编码及交织处理单元，其用于对多种业务数据进行信道编码及交织操作；
控制信息信道编码及交织处理单元，其用于将控制信息进行信道编码及交织操作；
组帧单元，其用于对经过信道编码及交织操作后的所述多种业务数据和控制信息进行组帧操作；及
OFDM调制单元，其用于对经过组帧操作后的数据进行OFDM调制为基带信号；
其特征在于，经过组帧单元处理后的每一帧被分为若干个时隙，控制信息占用指定的一个或若干个时隙，多种业务数据占用其它时隙；并且控制时隙的数据格式为包括：系统引导块、时隙控制块和附加信息块；并且控制信息同时发送给每个所述单元，用于指示在每个时隙内每个所述单元所完成的操作。
2、如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述附加信息块用于传输系统定义的公共信息，该公共信息分为不定长的信息帧，其包括同步字域、公共信息索引号域、区域索引号域、公共信息类型域、失效时间域、时间单位域、信息长度域、数据域、保留域及校验域。
3、如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述系统引导块用于指示系统信息，其由6个域组成，即：用于指示系统服务的地域范围的地区索引号域、用于指示OFDM信号采用的导频模式的导频模式域、用于指示系统版本号的版本号域、用于指示当前时隙所在的格林威治时间的全局时间域、保留域及校验域。
4、如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，每个时隙的所述时隙控制块包含了该时隙的物理参数以及传输的业务信息，其由3个域组成，即：传输模式描述域、业务类型描述域和校验域。
5、如权利要求4所述的发送装置，其特征在于，所述传输模式描述域由7个子域组成：频点索引域、分片索引域、时隙索引域、传输使能域、编码模式域、交织模式域及调制模式域。
6、如权利要求5所述的发送装置，其特征在于，当使用系统指定的一个或者若干个控制时隙时，控制时隙采用的是所述编码模式域、交织模式域及调制模式域中由系统指定的编码模式、交织模式及调制模式。
7、如权利要求6所述的发送装置，其特征在于，当使用多于一个系统指定的控制时隙时，每个控制时隙所采用的编码模式、交织模式和调制模式的系统指定可以互不相同。
8、如权利要求4所述的发送装置，其特征在于，所述业务类型描述域由类型索引域、优先级指示域、业务索引域及类型描述符域组成。
9、如权利要求2～4中任意一项所述的发送装置，其特征在于，所述校验域采用CRC校验。
10、如权利要求2～5、8中任意一项所述的发送装置，其特征在于，各种所述域的字节数根据系统的要求定义。
11、一种数字广播系统控制信息传输的发送方法，包括：
对输入的多种业务数据进行信道编码及交织操作的步骤；
对输入的控制信息进行信道编码及交织操作的步骤；
对经过信道编码及交织操作后的所述多种业务数据和控制信息进行组帧操作的步骤；及
对经过组帧操作后的数据进行OFDM调制为基带信号的步骤；
其特征在于，经过所述组帧步骤处理后的每一帧被分为若干个时隙，控制信息占用指定的一个或若干个时隙，多种业务数据占用其它时隙；并且控制时隙的数据格式为包括：系统引导块、时隙控制块和附加信息块；及在每个所述步骤中同时接收控制信息，用于指示在每个时隙内每个所述步骤所完成的操作。
12、一种数字广播系统控制信息传输的接收装置，包括：
OFDM解调制单元，其用于对基带信号进行解调；
解帧单元，其用于对解调处理后的数据进行解帧操作，并输出业务时隙及控制时隙；
业务时隙信道解码及解交织处理单元，其用于对输出的业务时隙进行信道解码及解交织操作；及
控制时隙信道解码及解交织处理单元，其用于对控制时隙进行信道解码及解交织操作；
其特征在于，经过所述接收装置处理后的数据的每一帧被分为若干个时隙，恢复的控制信息占用指定的一个或若干个时隙，多种业务数据占用其它时隙；并且控制时隙的数据格式为包括：系统引导块、时隙控制块和附加信息块；并且恢复的控制信息同时发送给每个所述单元，用于指示在业务时隙内每个所述单元所完成的操作。
13、一种数字广播系统控制信息传输的接收方法，包括：
对基带信号进行解调操作的步骤；
对解调操作以后的数据进行解帧操作，并输出业务时隙及控制时隙的步骤；
对输出的业务时隙进行信道解码及解交织操作的步骤；及
对输出的控制时隙进行信道解码及解交织操作的步骤；
其特征在于，经过所述接收方法处理后的数据的每一帧被分为若干个时隙，恢复的控制信息占用指定的一个或若干个时隙，多种业务数据占用其它时隙；并且控制时隙的数据格式为包括：系统引导块、时隙控制块和附加信息块；
在每个所述步骤中同时接收恢复的控制信息，用于指示在业务时隙内每个所述步骤所完成的操作。
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Granted publication date: 20090805 Termination date: 20190801 |
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