CN100589564C - 一种手持电视系统中的信道交织方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于手持电视领域，提供了一种手持电视系统中的信道交织方法及系统，所述方法包括下述步骤：A.对输入的信源比特流进行LDPC编码，输出LDPC编码块；B.对所述LDPC编码块进行块间比特交织；C.对块间比特交织后的比特进行星座映射，生成星座点；D.将所述星座点交织映射到组帧的时频平面上，所述组帧包含多个数据帧。通过本发明，可以利用组帧结构取得更大的时间分集效果。同时，利用LDPC编码块块间交织及星座交织映射，可以使一个LDPC编码块中的比特信息分散到不相关的数据子载波中，并可以统一处理各种不同的调制阶数，对于分层与非分层调制都有很好的兼容性，降低了系统的复杂性。
Description
技术领域
本发明属于手持电视领域，尤其涉及手持电视系统中的信道交织方法及系统。
背景技术
手持电视是通过移动终端收看电视节目，即通过移动网络实现流媒体及其他数据的服务，可以极大丰富人们的日常生活及资讯交流。移动终端包括车载设备、笔记本电脑等各种手持终端等。
目前，实现手持电视业务的网络系统主要有以下三种：
(1)基于传统移动通信网络，如码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、GSM演进增强数据速率(Enhanced Data rates for GSM Evolution，EDGE)、通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)等单播系统；
(2)基于卫星系统的单播或广播系统，如卫星数字多媒体广播系统(Satellite-Digital Multimedia Broadcasting，S-DMB)等；
(3)基于移动广播系统，如手持数字视频广播(Digital VideoBroadcasting-Handheld，DVB-H)、综合业务数字广播-地面传输(IntegratedServices Digital Broadcasting-Terrestrial，ISDB-T)等。
基于传统移动通信网络的手持电视系统的优点在于与现有系统兼容，不需要更换设备，可以很快地开展业务等。但由于手持电视业务所需的数据带宽极大，而现有的2G～3G系统的频谱资源相当有限，因此现有移动系统不能支持太多并发的手持电视业务，否则会导致网络阻塞或瘫痪。
基于卫星单播或广播的手持电视系统的优点在于只需几颗卫星就可以覆盖所有的区域，如果进行大范围广播，相应的总成本较低。但其布网周期较长，其室内覆盖率也不足。
基于移动广播网络系统的手持电视系统可以使不同用户在同一信道上同时收看相同的节目。与点对点的方案相比，大大节省了数据的传输量，使手持电视业务的广泛开展成为可能。相关的测试及商业移动广播网络系统有DVB-H、MediaFlow等。
如图1所示，在手持电视系统中，需要采用时间分片技术实现数据流的传输，即将同一节目的数据集中到一起，在很短的时间内占用全部带宽以突发脉冲的形式进行发送，其他时间段则交由其他节目作突发传送，这样接收端只需要周期性地在很短的一个突发时间段内启动并接收相应的突发脉冲数据，在其他时间段内则保持关闭，从而达到节电的效果，延长接收时间。
目前，我国出台了国家地面数字电视标准草案，为了保证系统的兼容性，手持电视系统的帧结构应与国家地面数字电视标准草案中的帧结构保持一致。现有国家地面数字电视方案中的帧结构分为日帧、分帧、秒帧、超帧和数据帧，日帧、分帧、秒帧与自然时间同步。如图2所示，每个秒帧中含有8个超帧，即每个超帧延续长125ms。每个超帧中包含225个数据帧，数据帧由保护间隔和正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexity，OFDM)符号组成，保护间隔可以为循环前缀(Cyclic Prefix，CP)或各种随机序列。
由于传输带宽固定为7.56MHz，OFDM符号的长度固定为3780点，为了在每个超帧中能容纳整数个数据帧，同步信号的长度取值是受限制的。例如同步信号的长度为420比特时，每个超帧中恰好能容纳225个数据帧，分为1个超帧首帧(由1个数据帧构成)以及224个节目信息帧。
上述国家地面数字电视标准草案中的帧结构无法进行时间分片传输，不适合用于手持电视系统。首先，超帧首帧的容量太小，只占一个OFDM符号，不能承载太多的公共信息，移动终端需要不断定位超帧首帧以获取节目相关信息。其次，单个数据帧中的物理控制子载波(Physical Control Subcarrier，PCS)信令控制子载波数量太少，只有35个，无法承载时间分片所需要的指示信息。
为了与国家地面数字电视标准保持兼容，同时满足手持电视系统的时间分片传输要求，需要在现有国家地面数字电视的帧结构的基础上对手持电视系统的数据帧结构进行调整，同时在时间分片内部OFDM符号之间作子载波交织，以获取更好的时间交织效果，有效降低数据的误码率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种手持电视系统中的信道交织方法，旨在解决在现有国家地面数字电视帧结构基础上不适合移动传输的问题，以通过在原有数据帧的结构提供组帧结构实现手持电视业务的时间分片传输，并基于组帧结构实现LDPC编码块块间交织以及星座点交织映射，降低系统的误码率。
本发明的另一目的在于提供一种手持电视系统中的信道交织系统。
本发明是这样实现的，一种手持电视系统中的信道交织方法，所述方法包括下述步骤：
A.对输入的信源比特流进行LDPC编码，输出LDPC编码块；
B.对所述LDPC编码块进行块间比特交织；
C.对块间比特交织后的比特进行星座映射，生成星座点；
D.将所述星座点交织映射到组帧的时频平面上，所述组帧包含多个数据帧。
所述步骤B包括下述步骤：
B1.根据调制阶数及一个星座点中的高、低优先级比特的数目将LDPC编码块分为与所述一个星座点中高、低优先级比特的数目对应高、低优先级多路信号；
B2.从所述高、低优先级多路信号中的每一路信号中取出一个比特，构成比特组；
B3.将所述比特组中的比特进行左向或右向循环移位。
所述步骤D包括下述步骤：
D11.从组帧中的每个OFDM符号上选取用于映射第x组p+q个LDPC编码块所对应的星座点的nStarNumPerSym个数据子载波，得到nStarNumPerSym*nGrpFrmSize，共nLDPCSize个数据子载波，其中，第s个OFDM符号中选取的第c个数据子载波的索引号nIndex[c][s]为mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)；
D12.将所选取的nLDPCSize个数据子载波重新编号，第s个OFDM符号中选取的第c个数据子载波编号为第s*nStarNumPerSym+c个星座子载波；
D13.将一组nLDPCSize个星座点依次映射到所述星座子载波上；
其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod为取模操作，p、q分别对应一个星座点中高、低优先级的比特数，nStarNumPerSym为第x组星座点在一个OFDM符号中分布的星座点数，取值为nLDPCSize/nGrpFrmSize，nGrpFrmSize为组帧的大小，nCrrNum为一个OFDM符号中的数据子载波个数，nF为同一OFDM符号中用于映射同一组星座点的相邻数据子载波之间的距离，取值为nCrrNum/nCrrNumPerSym，nT取值为1或素数，nRand为随机化因子，nLDPCSize为LDPC编码块的点数，X为一路LDPC编码块中的LDPC编码块个数。
所述步骤D包括下述步骤：
D21.将一个OFDM符号的nCrrNum个数据子载波从0到(nCrrNum-1)进行编号；
D22.将编号后的数据子载波分组为nGrpFrmSize个物理簇，每个物理簇中含有nCrrNumPerCluster个数据子载波，第n个物理簇中的第k个数据子载波的数据子载波索引DatCrrIndex[n][k]为nGrpFrmSize*k+n；
D23.将组帧中的簇重新打乱组合为逻辑OFDM符号，每个逻辑OFDM符号含有nGrpFrmSize个逻辑簇，第s个逻辑OFDM符号的第m个逻辑簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)个物理OFDM符号的第mod(B*m，nGrpFrmSize)个物理簇；
D24.将每一个逻辑OFDM符号中所对应的nGrpFrmSize个逻辑簇的逻辑子载波重新编号，在一个OFDM符号内部，从第一个逻辑簇内的最低逻辑子载波开始编号为0，依次递增，编完每一个逻辑簇后从下一个逻辑簇中的最低逻辑子载波继续编号，依次类推直至完成所有编号；
D25.将nLDPCSize个星座点依次映射到编号后的数据子载波上；
其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～(nCrrNumPerCluster-1)，A、B为随机化逻辑簇分布的正整数，mod为取模操作，nCrrNum为一个OFDM符号中用于承载星座点的数据子载波个数，nGrpFrmSize为组帧的大小，nCrrNumPerCluster为每个簇中含有的数据子载波个数，nLDPCSize为LDPC编码块的点数。
所述组帧包括8个数据帧。
所述LDPC编码块的大小为3744或7488。
所述每个OFDM符号中的数据子载波个数为3744。
一种手持电视系统中的信道交织系统，所述系统包括：
LDPC编码模块，用于对输入的信源比特流进行LDPC编码，输出LDPC编码块；
块间比特交织模块，用于对所述LDPC编码块进行块间比特交织；
星座映射模块，用于对块间比特交织后的比特进行星座映射，生成星座点；以及
组帧信道映射模块，用于将所述星座点交织映射到组帧的时频平面上，所述组帧包含多个数据帧。
所述块间比特交织模块包括：
LDPC编码块分路模块，用于根据调制阶数及一个星座点中的高、低优先级比特的数目将LDPC编码块分为与所述一个星座点中高、低优先级比特的数目对应高、低优先级多路信号；
比特组抽取模块，用于从所述高、低优先级多路信号中的每一路信号中取出一个比特，构成比特组；以及
比特循环移位模块，用于将所述比特组中的比特进行左向或右向循环移位。
所述组帧信道映射模块包括：
数据子载波映射模块，用于从组帧中的每个OFDM符号上选取用于映射第x组p+q个LDPC编码块所对应的星座点的nStarNumPerSym个数据子载波，得到nStarNumPerSym*nGrpFrmSize，共nLDPCSize个数据子载波，其中，第s个OFDM符号中选取的第c个数据子载波的索引号nIndex[c][s]为mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)；
映射子载波编号模块，用于将所选取的nLDPCSize个数据子载波重新编号，第s个OFDM符号中选取的第c个数据子载波编号为第s*nStarNumPerSym+c个星座子载波，其中s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)；以及
星座点映射模块，用于将一组nLDPCSize个星座点依次映射到所述星座子载波上；
其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod为取模操作，p、q分别对应一个星座点中高、低优先级的比特数，nStarNumPerSym为第x组星座点在一个OFDM符号中分布的星座点数，取值为nLDPCSize/nGrpFrmSize，nGrpFrmSize为组帧的大小，nCrrNum为一个OFDM符号中的数据子载波个数，nF为同一OFDM符号中用于映射同一组星座点的相邻数据子载波之间的距离，取值为nCrrNum/nCrrNumPerSym，nT取值为1或素数，nRand为随机化因子，nLDPCSize为LDPC编码块的点数，X为一路LDPC编码块中的LDPC编码块个数。
所述组帧信道映射模块包括：
数据子载波编号模块，用于将一个OFDM符号的nCrrNum个数据子载波从0到nCrrNum-1进行编号；
物理簇分组模块，用于将编号后的数据子载波分组为nGrpFrmSize个物理簇，每个物理簇中含有nCrrNumPerCluster个数据子载波，第n个物理簇中的第k个数据子载波的数据子载波索引DatCrrIndex[n][k]为nGrpFrmSize*k+n，其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～nCrrNumPerCluster-1；
逻辑OFDM符号组合模块，用于将组帧中的簇重新打乱组合为逻辑OFDM符号，每个逻辑OFDM符号含有nGrpFrmSize个逻辑簇，第s个逻辑OFDM符号的第m个逻辑簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)个物理OFDM符号的第mod(B*m，nGrpFrmSize)个物理簇，其中，A、B为随机化逻辑簇分布的正整数，mod为取模操作；
逻辑子载波编号模块，用于将每一个逻辑OFDM符号中所对应的nGrpFrmSize个逻辑簇的逻辑子载波重新编号，在一个OFDM符号内部，从第一个逻辑簇内的最低逻辑子载波开始编号为0，依次递增，编完每一个逻辑簇后从下一个逻辑簇中的最低逻辑子载波继续编号，依次类推直至完成所有编号；以及
星座点映射模块，用于将nLDPCSize个星座点依次映射到编号后的数据子载波上；
其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～(nCrrNumPerCluster-1)，A、B为随机化逻辑簇分布的正整数，mod为取模操作，nCrrNum为一个OFDM符号中用于承载星座点的数据子载波个数，nGrpFrmSize为组帧的大小，nCrrNumPerCluster为每个簇中含有的数据子载波个数，nLDPCSize为LDPC编码块的点数。
所述组帧包括8个数据帧。
所述LDPC编码块的大小为3744或7488。
所述每个OFDM符号中的数据子载波个数为3744。
通过本发明，可以利用组帧结构取得更大的时间分集效果。同时，利用LDPC编码块块间交织及星座交织映射，可以使一个LDPC编码块中的比特信息分散到不相关的数据子载波中，并可以统一处理各种不同的调制阶数，对于分层与非分层调制都有很好的兼容性，降低了系统的复杂性。
附图说明
图1是手持电视系统中通过时间分片实现数据流传输的原理示意图；
图2是现有国家地面数字电视方案中的帧结构示意图；
图3是本发明中当保护间隔为420比特时的帧结构示意图；
图4是本发明中采用组帧实现时间分片传输时的不同节目突发传输块的结构示意图；
图5是本发明提供的LDPC编码块块间比特交织的实现过程图；
图6是本发明第一实施例中进行星座点交织后的星座子载波分布示意图；
图7是本发明第二实施例中簇的划分与置乱示意图；
图8是本发明提供的信道交织系统的组成结构图；
图9是本发明提供的块间比特交织模块的结构图；
图10是本发明第一实施例中提供的组帧信道映射模块的结构图；
图11是本发明第二实施例中提供的组帧信道映射模块的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明在国家地面数字电视帧结构的基础上增加组帧结构，以实现数据的时间分片传输，将组帧作为数据发送、接收及承载节目信息的最小单位。同时，针对组帧结构在时间片内部OFFDM符号间作子载波交织，以更好地利用时间分集与频率分集效果，有效降低数据的误码率。
在本发明中，一个超帧由若干个组帧构成，超帧中组帧个数取决于同步信号长度、组帧大小、OFDM符号长度等多个因素。超帧中的第一个组帧被用于承载各类公共息，如节目表、小区频点信息等，称为公共信息帧。超帧中的其他组帧都被用于承载节目信息，称为节目信息帧。每个组帧依据其在超帧中的位置不同被赋予了一个组帧索引号，超帧中的第一个组帧的索引号为0，第二个组帧的索引号为1，依次递增，组帧索引号在每个超帧开始时都重置为0。组帧索引号在每一组帧的控制信令中承载。超帧是最小的均匀分布的帧结构。
组帧由若干个数据帧组合而成，一般为5～10个，是承载节目信息的最小单位，也是时间分片调节的最小单位。数据帧由保护间隔和3780点的OFDM符号组成。
作为本发明的一个优选实施例，超帧大小为1秒，组帧的大小为8个数据帧，将8个OFDM符号组合可以获得8×35个PCS子载波，用于承载各种控制信令，并可以在超帧的公共信息帧中承载更多的公共信息。同时，在保持基本数据帧结构不变的情况下，各层次的帧结构的大小比较统一，所有形式的超帧中都含有整数个组帧，各种不同的帧结构如下表所示，图3示出了当保护间隔为420比特时的帧结构。
| 保护间隔的大小 | 420 | 595 | 720 | 945 | 1220 | 1470 | 1620 |
| 超帧中的数据帧个数 | 1800 | 1728 | 1680 | 1600 | 1512 | 1440 | 1400 |
| 超帧中的组帧个数 | 224 | 215 | 209 | 199 | 188 | 179 | 174 |
图4示出了在本发明提供的组帧结构下实现时间分片传输时的不同节目突发传输块的结构，以每个超帧中有7个节目信息帧为例，当然实际系统中可能有数百个节目信息帧。公共信息帧与节目信息帧都由组帧组成，每个组帧含8个OFDM符号。在超帧1中节目A与节目B的突发传输块分别占了3个与4个节目信息帧，在超帧2中节目A与节目B的突发传输块分别占了4个与3个节目信息帧。
在利用时间分片对数据进行传输时，为了取得较好的编码增益和较低的误码率，需要在时间分片内部的符号之间作子载波交织，将一个低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code，LDPC)编码块所对应的星座点尽量分散到不相关的数据子载波上。由于数据子载波之间的相关性随着数据子载波在频域或时域上的间隔增大而减弱。因此，为了将星座点分散到不相关的数据子载波中，所对应的数据子载波应分散在整个组帧所对应的时频平面上。
在本发明中，首先对LDPC编码块进行块间比特交织，使一个LDPC编码块中的比特分散到尽可能多的星座点中，其次对星座点进行交织映射，使一个LDPC编码所对应的星座点均匀分布在组帧时频平面上。
以下对组帧内LDPC编码块的块间比特交织的实现过程进行详细说明，为简便描述，定义如下变量：
N为组帧中的LDPC编码块数量；
P为组帧中的高优先级LDPC编码块个数；
Q为组帧中的低优先级LDPC编码块个数；
nLDPCSize为LDPC编码块的点数；
nModLv1为调制阶数，取值为2、3、4、5、6，分别对应QPSK、8PSK、16QAM、32QAM、64QAM调制；
p为分层调制时一个星座点中高优先级比特的数目；
q为分层调制时一个星座点中低优先级比特的数目；
X为一路LDPC编码块中的LDPC编码块个数，当LDPC编码块为3744点时，X为8，当LDPC编码块为7488点时，X为4。
根据高优先级比特流的设定，P+Q＝N，具体取值如下表所示。在不考虑分层传输的情况下，低优先级LDPC编码块的个数Q应为0，即N＝P。在QPSK调制方式下没有分层传输。
根据高优先级比特流的设定，p+q＝nModLv1，在16QAM、32QAM、64QAM调制方式下p和q的取值分别为p＝2和q＝2、p＝2和q＝3、p＝2和q＝4。在不考虑分层传输的情况下，q为0，即nModLv1＝p。在QPSK和8PSK调制方式下没有分层传输。
如图5所示，LDPC编码块块间比特交织的过程如下：
(1)根据调制阶数nModLv1及相应的p、q取值，通过首尾级联将LDPC编码块分别分为p路与q路，每一路中有X个LDPC编码块。
(2)从高、低优先级的每一路信号中分别取出一个比特，共得两组比特，一组为p个，一组为q个。设一组p个比特取自一个LPDC编码块的第i个比特，对p个比特作i位的左向或右向循环移位，对q个比特也进行类似的循环移位，i＝0～(nLDPCSize-1)，nLDPCSize可取值为3744或4788。
在完成了LDPC编码块块间比特交织后，将循环移位后的比特进行星座映射，生成星座点。经过上述处理，每一个LDPC编码块的比特信息分布到了nLDPCSize个星座点之中，然后通过星座点交织映射将星座点尽可能分散到组帧的时频平面上。
以下对本发明第一实施例提供的星座点交织过程进行详细说明，为简便描述，定义如下变量：
nLDPCSize为LDPC编码块的点数；
nGrpFrmSize为组帧的大小，作为本发明一个实施例，nGrpFrmSize为8，即一个组帧中含有8个OFDM符号；
nStarNumPerSym为一个OFDM符号中分布的星座点个数，为了均匀分布nLDPCSize个星座点，nStarNum取值为nLDPCSize/nGrpFrmSize；
nCrrNum为一个OFDM符号中用于承载星座点的数据子载波个数，编号为0～(nCrrNum-1)，作为本发明一个实施例，nCrrNum取值为3744；
nF为同一OFDM符号中用于映射同一个LDPC编码块所对应的星座点的相邻数据子载波之间的间隔，取值为nCrrNum/nStarNumPerSym，作为本发明一个实施例，nF＝8；
nT为一正整数，可取值为1或一个素数，如可以取值为小于nF/2的所有素数中的最大者；
X为一路LDPC编码块中的LDPC编码块个数，对于3744点LDPC变换，X取值为8，对于7488点LDPC变换，X取值为4。
在本实施例下，星座点交织的详细实现过程如下：
(1)从组帧中的每个OFDM符号上选取nStarNumPerSym个数据子载波用于映射第x组p+q个LDPC编码块所对应的星座点，共nStartNumPerSym*nGrpFrmsize个数据子载波，即nLDPCSize个数据子载波，第s个OFDM符号中选取的第c个数据子载波的索引号nIndex[c][s]为：
nIndex[c][s]＝mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)，其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod为取模操作，nRand为随机化因子，在一个组帧的交织过程中是不变的，可取值为常数因子或组帧的索引号。
(2)将所选的nLDPCSize个数据子载波重新编号，第s个OFDM符号中的第c个数据子载波编号为第s*nStarNumPerSym+c个星座子载波，其中s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)。
(3)将一组nLDPCSize个星座点依次映射到编号后的星座子载波上。
以下以一个示例对上述星座点交织进行详细说明，设nModLv1＝2(即调制方式为QPSK)，LDPC编码块长度为3744，nGrpFrmSize＝8，nCrrNum＝3744，nStarNum＝468，nF＝8，nT＝3，nLDPCSize为16，不失一般性nRand设为0。
图6示出了上述情况下的第0组星座子载波与第4组星座子载波的分布，例如第0组星座子载波所对应的最开始的几个星座子载波为图6中第一列所示的0000、0008、0016、0024……，对应的星座子载波编号为0、1、2、3……，依次类推。
以下对本发明第二实施例提供的星座点交织过程进行详细说明，在本实施例中，每个OFDM符号被平均分为nClusterNum个簇，簇是进行时域与频域信道交织的基本结构，为简便描述，定义如下变量：
nGrpFrmSize为一个组帧中的OFDM符号的个数；
nCrrNumPerCluster为每个簇中含有的数据子载波个数。
nTotalClusterNum为一个组帧中总的簇的个数，大小为nGrpFrmSize*nGrpFrmSize。
在本实施例下，星座点交织的详细实现过程如下：
(1)对一个OFDM符号中有nCrrNum个数据子载波进行编号，编号为0～(nCrrNum-1)。
(2)将nCrrNum个编号数据子载波分组为nGrpFrmSize个物理簇，每个物理簇中含有nCrrNumPerCluster个数据子载波，一个组帧中共有nGrpFrmSize*nGrpFrmSize个物理簇。第n个物理簇中的第k个数据子载波的数据子载波索引DatCrrIndex[n][k]：
DatCrrIndex[n][k]＝nGrpFrmSize*k+n；其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～nCrrNumPerCluster-1。
(3)将组帧中的簇重新打乱，组合为逻辑OFDM符号，每个逻辑OFDM符号含有nGrpFrmSize个逻辑簇，这些逻辑簇由来自不同的OFDM符号的物理簇组成。第s个逻辑OFDM符号的第m个逻辑簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)个物理OFDM符号的第mod(B*m，nGrpFrmSize)个物理簇。
其中，A，B是正整数，用于随机化逻辑簇的分布，当A＝1，B＝5时，同一个逻辑OFDM符号中的物理簇最为分散。如图7所示，图中的数字表示符号索引与簇索引，如“31”表示第3个物理OFDM符号的第1个物理簇。
(4)将每一个逻辑OFDM符号中所对应的8个逻辑簇的逻辑子载波重新编号，记为0～3743。编号规则为：在一个OFDM符号内部，从第一个逻辑簇内的最低逻辑子载波开始编号为0，依次递增，编完每一个逻辑簇后从下一个逻辑簇中的最低逻辑子载波接着编号，依次类推直至完成所有编号。这样，每一个子信道中的数据子载波不仅分布在不同的频带上，同时也分布在不同的OFDM符号上，这样映射到子信道上的编码块可以同时获得频域与时间上的分集效果。
(5)将nLDPCSize个星座点依次映射到编号后的数据子载波上。
通过上述的块间比特交织及星座交织映射，不仅可以使一个LDPC编码块中的比特信息分散到不相关的数据子载波之中，还可以统一处理各种不同的调制阶数，如QPSK、8PSK、QAM16、QAM32、QAM64，对于分层与非分层调制也有很好的兼容性，大大降低了系统的复杂性。
图8示出了本发明提供的信道交织系统800的结构，为了便于描述，仅示出了与本发明相关的部分。高、低优先级信源在进行星座映射时分布到不同比特上，在经过星座映射后，都变成星座点。在16QAM、32QAM、64QAM调制方式下，高、低优先级比特流的速率比分别为1∶1、2∶3和1∶2。
LDPC编码模块501将高、低优先级的信源比特流作LDPC编码。块间比特交织模块502对LDPC编码块进行块间比特交织，然后将交织后的数据流传递给星座映射模块503。星座映射模块503将LDPC编码后的高、低优先级比特流作星座映射，高优先级信源的比特流被映射到星座点比特的高位，以获取更好的抗干扰能力，低优先级信源的比特流被映射到星座点比特的低位。组帧信道交织映射模块504将星座点进行交织，均匀地分布在整个组帧的时频平面上。
图9示出了块间比特交织模块802的结构，LDPC编码块分路模块8021根据调制阶数nModLv1及相应的p、q取值，通过首尾级联将LDPC编码块分为p路与q路，每一路中有X个LDPC编码块。比特抽取模块8022从高、低优先级的每一路信号中分别取出一个比特，共得两组比特，一组为p个，一组为q个。设一组p个比特取自一个LPDC编码块的第i个比特，比特循环移位模块8023对p个比特作i位的左或右位循环移位，对q个比特也进行类似的循环移位，i＝0～(nLDPCSize-1)，nLDPCSize可取值为3744或4788。
图10示出了本发明第一实施例中提供的组帧信道映射模块804的结构，数据子载波映射模块8041a从组帧中的每个OFDM符号上选取用于映射第x组P+q个LDPC编码块所对应的星座点的nStarNumPerSym个数据子载波，得到nLDPCSize个数据子载波，第s个OFDM符号中选取的第c个数据子载波的索引号nIndex[c][s]为mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)，其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod为取模操作。
数据子载波编号模块8042a将所述nLDPCSize个数据子载波重新编号，第s个OFDM符号中的第c个数据子载波编号为第s*nStarNumPerSym+c个星座子载波，其中s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，nRand为随机化因子，在一个组帧的交织过程中应是不变的，可取值为常数因子或组帧的索引号。
星座点映射模块8043a将一组nLDPCSize个星座点依次映射到上述星座子载波上。
图11示出了本发明第二实施例中提供的组帧信道映射模块804的结构，数据子载波编号模块8041b将一个OFDM符号的nCrrNum个数据子载波从0到(nCrrNum-1)进行编号。物理簇分组模块8042b将编号后的数据子载波分组为nGrpFrmSize个物理簇，每个物理簇中含有nCrrNumPerCluster个数据子载波，第n个物理簇中的第k个数据子载波的数据子载波索引DatCrrIndex[n][k]为nGrpFrmSize*k+n，其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～(nCrrNumPerCluster-1)。
逻辑OFDM符号组合模块8043b将组帧中的簇重新打乱组合为逻辑OFDM符号，每个逻辑OFDM符号含有nGrpFrmSize个逻辑簇，第s个逻辑OFDM符号的第m个逻辑簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)个物理OFDM符号的第mod(B*m，nGrpFrmSize)个物理簇，其中，A、B为正整数，用于随机化逻辑簇的分布，mod为取模操作。
逻辑子载波编号模块8044b将每一个逻辑OFDM符号中所对应的8个逻辑簇的逻辑子载波重新编号，在一个OFDM符号内部，从第一个逻辑簇内的最低逻辑子载波开始编号为0，依次递增，编完每一个逻辑簇后从下一个逻辑簇中的最低逻辑子载波继续编号，依次类推直至完成所有编号。
星座点映射模块8045b将nLDPCSize个星座点依次映射到编号后的逻辑子载波上。
在本发明中，在星座点交织过程中会产生子载波组及逻辑簇这两类均匀分布在组帧时频平面上的结构。由于它们的均匀分布特性，不仅可以用于映射LDPC编码块所对应的星座点，还可以在这些数据子载波上映射固定的数据(如+1或-1)，从而实现导频的功能。同时，由于这些数据子载波在时频平面上分布十分均匀，因此可以很好的反应信道的特性，从而进行较好的信道估计。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1、一种手持电视系统中的信道交织方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
A.对输入的信源比特流进行LDPC编码，输出LDPC编码块；
B.对所述LDPC编码块进行块间比特交织；
C.对块间比特交织后的比特进行星座映射，生成星座点；
D.将所述星座点交织映射到组帧的时频平面上，使所述LDPC编码所对应的星座点均匀分布在组帧时频平面上，所述组帧包含多个数据帧；所述步骤B包括下述步骤：
B1.根据调制阶数及一个星座点中的高、低优先级比特的数目将LDPC编码块分为与所述一个星座点中高、低优先级比特的数目对应高、低优先级多路信号；
B2.从所述高、低优先级多路信号中的每一路信号中取出一个比特，构成比特组；
B3.将所述比特组中的比特进行左向或右向循环移位。
2、如权利要求1所述的信道交织方法，其特征在于，所述步骤D包括下述步骤：
D11.从组帧中的每个OFDM符号上选取用于映射第x组p+q个LDPC编码块所对应的星座点的nStarNumPerSym个数据子载波，得到nStarNumPerSym*nGrpFrmSize，共nLDPCSize个数据子载波，其中，第s个OFDM符号中选取的第c个数据子载波的索引号nIndex[c][s]为mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)；
D12.将所选取的nLDPCSize个数据子载波重新编号，第s个OFDM符号中选取的第c个数据子载波编号为第s*nStarNumPerSym+c个星座子载波；
D13.将一组nLDPCSize个星座点依次映射到所述星座子载波上；
其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod为取模操作，p、q分别对应一个星座点中高、低优先级的比特数，nStarNumPerSym为第x组星座点在一个OFDM符号中分布的星座点数，取值为nLDPCSize/nGrpFrmSize，nGrpFrmSize为组帧的大小，nCrrNum为一个OFDM符号中的数据子载波个数，nF为同一OFDM符号中用于映射同一组星座点的相邻数据子载波之间的距离，取值为nCrrNum/nCrrNumPerSym，nT取值为1或素数，nRand为随机化因子，nLDPCSize为LDPC编码块的点数，X为一路LDPC编码块中的LDPC编码块个数。
3、如权利要求1所述的信道交织方法，其特征在于，所述步骤D包括下述步骤：
D21.将一个OFDM符号的nCrrNum个数据子载波从0到(nCrrNum-1)进行编号；
D22.将编号后的数据子载波分组为nGrpFrmSize个物理簇，每个物理簇中含有nCrrNumPerCluster个数据子载波，第n个物理簇中的第k个数据子载波的数据子载波索引DatCrrIndex[n][k]为nGrpFrmSize*k+n；
D23.将组帧中的簇重新打乱组合为逻辑OFDM符号，每个逻辑OFDM符号含有nGrpFrmSize个逻辑簇，第s个逻辑OFDM符号的第m个逻辑簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)个物理OFDM符号的第mod(B*m，nGrpFrmSize)个物理簇；
D24.将每一个逻辑OFDM符号中所对应的nGrpFrmSize个逻辑簇的逻辑子载波重新编号，在一个OFDM符号内部，从第一个逻辑簇内的最低逻辑子载波开始编号为0，依次递增，编完每一个逻辑簇后从下一个逻辑簇中的最低逻辑子载波继续编号，依次类推直至完成所有编号；
D25.将nLDPCSize个星座点依次映射到编号后的数据子载波上；
其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～(nCrrNumPerCluster-1)，A、B为随机化逻辑簇分布的正整数，mod为取模操作，nCrrNum为一个OFDM符号中用于承载星座点的数据子载波个数，nGrpFrmSize为组帧的大小，nCrrNumPerCluster为每个簇中含有的数据子载波个数，nLDPCSize为LDPC编码块的点数。
4、如权利要求1所述的信道交织方法，其特征在于，所述组帧包括8个数据帧。
5、如权利要求1所述的信道交织方法，其特征在于，所述LDPC编码块的大小为3744或7488。
6、如权利要求2所述的信道交织方法，其特征在于，所述每个OFDM符号中的数据子载波个数为3744。
7、一种手持电视系统中的信道交织系统，其特征在于，所述系统包括：
LDPC编码模块，用于对输入的信源比特流进行LDPC编码，输出LDPC编码块；
块间比特交织模块，用于对所述LDPC编码块进行块间比特交织；
星座映射模块，用于对块间比特交织后的比特进行星座映射，生成星座点；以及
组帧信道映射模块，用于将所述星座点交织映射到组帧的时频平面上，使所述LDPC编码所对应的星座点均匀分布在组帧时频平面上，所述组帧包含多个数据帧；所述块间比特交织模块包括：
LDPC编码块分路模块，用于根据调制阶数及一个星座点中的高、低优先级比特的数目将LDPC编码块分为与所述一个星座点中高、低优先级比特的数目对应高、低优先级多路信号；
比特组抽取模块，用于从所述高、低优先级多路信号中的每一路信号中取出一个比特，构成比特组；以及
比特循环移位模块，用于将所述比特组中的比特进行左向或右向循环移位。
8、如权利要求7所述的信道交织系统，其特征在于，所述组帧信道映射模块包括：
数据子载波映射模块，用于从组帧中的每个OFDM符号上选取用于映射第x组p+q个LDPC编码块所对应的星座点的nStarNumPerSym个数据子载波，得到nStarNumPerSym*nGrpFrmSize，共nLDPCSize个数据子载波，其中，第s个OFDM符号中选取的第c个数据子载波的索引号nIndex[c][s]为mod(nF*c+s*nT+x+nRand，nCrrNum)；
映射子载波编号模块，用于将所选取的nLDPCSize个数据子载波重新编号，第s个OFDM符号中选取的第c个数据子载波编号为第s*nStarNumPerSym+c个星座子载波，其中s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)；以及
星座点映射模块，用于将一组nLDPCSize个星座点依次映射到所述星座子载波上；
其中，s＝0～(nGrpFrmSize-1)，c＝0～(nStarNumPerSym-1)，x＝0～X-1，mod为取模操作，p、q分别对应一个星座点中高、低优先级的比特数，nStarNumPerSym为第x组星座点在一个OFDM符号中分布的星座点数，取值为nLDPCSize/nGrpFrmSize，nGrpFrmSize为组帧的大小，nCrrNum为一个OFDM符号中的数据子载波个数，nF为同一OFDM符号中用于映射同一组星座点的相邻数据子载波之间的距离，取值为nCrrNum/nCrrNumPerSym，nT取值为1或素数，nRand为随机化因子，nLDPCSize为LDPC编码块的点数，X为一路LDPC编码块中的LDPC编码块个数。
9、如权利要求7所述的信道交织系统，其特征在于，所述组帧信道映射模块包括：
数据子载波编号模块，用于将一个OFDM符号的nCrrNum个数据子载波从0到nCrrNum-1进行编号；
物理簇分组模块，用于将编号后的数据子载波分组为nGrpFrmSize个物理簇，每个物理簇中含有nCrrNumPerCluster个数据子载波，第n个物理簇中的第k个数据子载波的数据子载波索引DatCrrIndex[n][k]为nGrpFrmSize*k+n，其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～nCrrNumPerCluster-1；
逻辑OFDM符号组合模块，用于将组帧中的簇重新打乱组合为逻辑OFDM符号，每个逻辑OFDM符号含有nGrpFrmSize个逻辑簇，第s个逻辑OFDM符号的第m个逻辑簇取自第mod(A*m，nGrpFrmSize)个物理OFDM符号的第mod(B*m，nGrpFrmSize)个物理簇，其中，A、B为随机化逻辑簇分布的正整数，mod为取模操作；
逻辑子载波编号模块，用于将每一个逻辑OFDM符号中所对应的nGrpFrmSize个逻辑簇的逻辑子载波重新编号，在一个OFDM符号内部，从第一个逻辑簇内的最低逻辑子载波开始编号为0，依次递增，编完每一个逻辑簇后从下一个逻辑簇中的最低逻辑子载波继续编号，依次类推直至完成所有编号；以及
星座点映射模块，用于将nLDPCSize个星座点依次映射到编号后的数据子载波上；
其中，n＝0～(nGrpFrmSize-1)，k＝0～(nCrrNumPerCluster-1)，A、B为随机化逻辑簇分布的正整数，mod为取模操作，nCrrNum为一个OFDM符号中用于承载星座点的数据子载波个数，nGrpFrmSize为组帧的大小，nCrrNumPerCluster为每个簇中含有的数据子载波个数，nLDPCSize为LDPC编码块的点数。
10、如权利要求7所述的信道交织系统，其特征在于，所述组帧包括8个数据帧。
11、如权利要求7所述的信道交织系统，其特征在于，所述LDPC编码块的大小为3744或7488。
12、如权利要求8所述的信道交织系统，其特征在于，所述每个OFDM符号中的数据子载波个数为3744。
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