CN101018104B - 移动数字多媒体广播信号传输系统及信道带宽改变方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动数字多媒体广播信号传输系统，包括：信道编码器，对数据流进行编码和交织处理，转换为比特流；星座映射器，将所述比特流映射为符号流；OFDM符号形成模块，根据所述星座映射器输出的符号流形成OFDM符号；成帧模块，用于将所述OFDM符号加入信标形成传输帧；上变频模块，用于对所述传输帧进行上变频以产生用于发射的射频信号；信道带宽改变模块，用于控制所述信道编码器、OFDM符号形成模块和成帧模块选择系统设置的多种信道带宽之一进行移动数字多媒体广播信号传输。本发明还公开了相应的信道带宽改变方法。采用本发明提供的移动数字多媒体广播信号传输系统可以根据业务需要进行信道带宽选择，以充分满足不同业务所要求的不同质量等级的数据传输。

Description

移动数字多媒体广播信号传输系统及信道带宽改变方法

技术领域

本发明涉及移动数字多媒体广播领域，尤其涉及一种移动数字多媒体广播传输系统和一种信道相应的带宽改变方法。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是一种公知的多载波调制方法，其主要原理是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。由于每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道可以看成是平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。OFDM技术目前已被用于数种无线系统标准中，譬如欧洲数字音频和数字视频广播系统(DAB、DVB-T、DVB-H)、5GHz高数据速率无线LAN(IEEE802.11a，HiperLan2，MMAC)系统等。

移动多媒体广播是针对手持终端的移动传输系统，主要的挑战是设计支持低功耗、高动态终端设备接收各种速率及类型数据流，而现有技术中采用了OFDM技术的多媒体广播系统中，仅仅对数据流使用统一的编码速率和交织方式进行处理，这样一来，当接收机所处环境信号不好的时候只能通过增大接收机功耗的途径来进行数据接收；而且现有技术中只能提供单一的信道带宽，不能根据不同的服务需求来提供不同信道带宽以满足不同质量等级的数据传输。

发明内容

本发明提供一种移动数字多媒体广播信号传输系统及一种信道带宽改变方法，用以解决现有技术中存在的由于只能提供单一的信道带宽，使得不能根据不同的服务需求采用不同信道带宽进行数据传输的问题。

本发明提供的移动数字多媒体广播信号传输系统，包括：

信道编码器，用于根据外交织器和内交织器的对应参数，对接收的数据流进行编码和交织处理，转换为比特流；

星座映射器，用于将所述比特流映射为符号流；

OFDM符号形成模块，用于根据OFDM符号包括的有效子载波数量、OFDM符号中包括的连续导频数量以及OFDM符号中离散导频对应的子载波编号，将所述星座映射器输出的符号流形成相对应的OFDM符号；

成帧模块，用于根据传输帧的信标中所包含的同步信号的子载波数量和发射机标识信号的子载波数量，在形成的所述OFDM符号中加入相应信标形成传输帧；

上变频模块，用于对所述传输帧进行上变频以产生用于发射的射频信号；

信道带宽改变模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出外交织器和内交织器的对应参数，控制所述信道编码器；以及用于根据当前选择的信道带宽确定出OFDM符号包括的有效子载波数量、OFDM符号中包括的连续导频数量以及OFDM符号中离散导频对应的子载波编号，控制所述OFDM符号形成模块；以及用于根据当前选择的信道带宽确定出传输帧的信标中所包含的同步信号的子载波数量和发射机标识信号的子载波数量，控制所述成帧模块。

所述信道编码器为一路信道编码器或两路信道编码器。

所述信道编码器包括有外编码器、外交织器、内编码器及内交织器。

所述信道带宽改变模块包括第一功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述信道编码器中外交织器的对应参数；

所述信道带宽改变模块还包括第二功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述信道编码器中内交织器的对应参数；

所述信道编码器根据所述信道带宽改变模块确定出的外交织器和内交织器参数，对接收的数据流采用预先设定的编码和交织方式进行编码和交织处理，转换为比特流。

所述信道带宽改变模块还包括第三功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述OFDM符号包括的有效子载波数量；

所述信道带宽改变模块还包括第四功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述OFDM符号中包括的连续导频数量；

所述信道带宽改变模块还包括第五功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述OFDM符号中离散导频对应的子载波编号；

所述OFDM符号形成模块接收所述星座映射器输出的符号流，根据所述信道带宽改变模块确定出的有效子载波数量、连续导频数量和离散导频对应的子载波编号采用预先设定的OFDM符号形成方式形成与当前选定的信道带宽相对应的OFDM符号。

所述信道带宽改变模块还包括第六功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述传输帧的信标中所包含的同步信号的子载波数量；

所述信道带宽改变模块还包括第七功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述传输帧的信标中所包含的发射机标识信号的子载波数量；

所述成帧模块根据所述信道带宽改变模块确定出的所述同步信号的子载波数量和发射机标识信号的子载波数量，在所述OFDM符号上采用预先设定的帧结构加入相应信标形成所述传输帧。

本发明另提供一种信道带宽改变方法，应用于本发明提供的移动数字多媒体广播信号传输系统，该方法包括：

选择系统设置的多种信道带宽之一；

由信道带宽改变模块根据当前选择的信道带宽确定出外交织器和内交织器的对应参数，控制所述信道编码器；以及根据当前选择的信道带宽确定出OFDM符号包括的有效子载波数量、OFDM符号中包括的连续导频数量以及OFDM符号中离散导频对应的子载波编号，控制所述OFDM符号形成模块；以及根据当前选择的信道带宽确定出传输帧的信标中所包含的同步信号的子载波数量和传输帧的信标中所包含的发射机标识信号的子载波数量，控制所述成帧模块。

根据本发明提供的信道带宽改变方法，所述控制所述信道编码器具体包括：控制所述信道编码器根据确定出的外交织器和内交织器参数，对接收的数据流根据预先设定的编码和交织方式进行编码和交织处理，转换为比特流。

所述信道编码器中的外编码器采用二进制BCH码或RS码进行编码；所述信道编码器中的内编码器采用LDPC码或QC-LDPC码进行编码。

每一个信道编码器采用不同的编码速率和交织方式。

所述根据当前选择的信道带宽确定出所述信道编码器中外交织器的对应参数，包括：

若当前选定的带宽为B_f＝2MHz，则由系统指定的字节交织模式和内编码器的LDPC码率确定出所述外交织器的行数；

若当前选定的带宽为B_f＝2MHz，则由星座映射模式和内编码器的LDPC码率确定出所述外交织器的行数。

所述控制所述OFDM符号形成模块，包括：

控制所述OFDM符号形成模块将接收的符号流根据确定出的有效子载波数量、连续导频数量和离散导频对应的子载波编号采用预先设定的OFDM符号形成方式形成与当前选择的信道带宽相对应的OFDM符号。

所述控制所述成帧模块包括：

控制所述成帧模块根据确定出的所述同步信号的子载波数量和发射机标识信号的子载波数量，在所述OFDM符号上采用预先设定的帧结构加入相应信标形成所述传输帧。

本发明有益效果如下：

(1)本发明提供一种移动数字多媒体广播信号传输系统，包括：信道编码器，对数据流进行编码和交织处理，转换为比特流；星座映射器，将所述比特流映射为符号流；OFDM符号形成模块，根据所述星座映射器输出的符号流形成OFDM符号；成帧模块，用于将所述OFDM符号加入信标形成传输帧；上变频模块，用于对所述传输帧进行上变频以产生用于发射的射频信号；信道带宽改变模块，用于控制所述信道编码器、OFDM符号形成模块和成帧模块选择系统设置的多种信道带宽之一进行移动数字多媒体广播信号传输；因此，采用本发明提供的移动数字多媒体广播信号传输系统可以根据业务需要进行信道带宽选择，以充分满足不同业务所要求的不同质量等级的数据传输。

(2)本发明提供的移动数字多媒体广播信号传输系统，具体如下特点：在信道带宽改变前后采用预先确定的统一的编码和交织方式进行进行编码和交织处理；在信道带宽改变前后根据预先设定的统一的OFDM符号形成方式形成OFDM符号；在信道带宽改变前后根据预先设定的统一的帧结构形成所述传输帧；因此，本发明仅用一个系统通过改变相关模块的个别参数值，实现了支持多种信道带宽。

附图说明

图1是本发明移动数字多媒体广播信号传输系统的一种实施方式的方框示意图；

图2是本发明移动数字多媒体广播信号传输系统的信道编码器的结构方框图；

图3是本发明移动数字多媒体广播信号传输系统的信道带宽改变模块所包含的功能子模块示意图；

图4A、图4B分别是16QAM和64QAM模式星座映射示意图；

图5是数据子载波、离散导频和连续导频在OFDM符号的子载波分配图；

图6是线性反馈移位寄存的具体结构示意图；

图7是B_f＝8MHz时的OFDM子载波结构图；

图8是B_f＝2MHz时的OFDM子载波结构图；

图9是时隙划分和帧结构图；

图10是信标结构示意图；

图11是OFDM符号的结构图。

具体实施方式

本发明提出了一种移动数字多媒体广播信号传输系统的一种实施方式，其结构示意图如图1所示。包括：

信道编码器10、星座映射器20、OFDM符号形成模块30、成帧模块40、上变频模块50。其中：

信道编码器10接收数据流并将数据流经编码和交织处理后转换为比特流；其中，信道编码器可以是一路信道编码器或两路信道编码器；

星座映射器20用于将信道编码器10输出的比特流映射为QAM模式的符号流；

OFDM符号形成模块30，用于根据星座映射器20形成的符号流形成OFDM符号；

成帧模块40，用于将OFDM符号加入信标以形成传输帧；

所述上变频模块50，用于对传输帧进行上变频以产生用于发射的射频信号；

信道带宽改变模块60，用于控制所述信道编码器10、OFDM符号形成模块30和成帧模块40，选择系统设置的多种信道带宽之一进行移动数字多媒体广播信号传输。

信道编码器10的具体结构示意图如图2所示，包括：外编码器101、外交织器102、内编码器103及内交织器104。

信道带宽改变模块60的具体结构示意图如图3所示，包括：

第一功能子模块601，用于根据当前选定的信道带宽确定出信道编码器10中外交织器102的对应参数；

第二功能子模块602，用于根据当前选定的信道带宽确定出信道编码器10中内交织器104的对应参数；

第三功能子模块603，用于根据当前选定的信道带宽确定出OFDM符号形成模块30中形成的OFDM符号所包括的有效子载波数量；

第四功能子模块604，用于根据当前选定的信道带宽确定出OFDM符号形成模块30中形成的OFDM符号中包括的连续导频数量；

第五功能子模块605，用于根据当前选定的信道带宽确定出OFDM符号形成模块30中形成的OFDM符号中离散导频对应的子载波编号；

第六功能子模块606，用于根据当前选定的信道带宽确定出成帧模块40中形成的传输帧的信标中所包含的同步信号的子载波数量；

第七功能子模块607，用于根据当前选定的信道带宽确定出成帧模块40中形成的传输帧的信标中所包含的发射机标识信号的子载波数量。

下面结合附图，对本发明提供的移动数字多媒体广播信号传输系统进行信号传输的具体过程及进行信道带宽选择的具体实现方法进行详细描述。

在下面的具体实施例中，以系统提供两路信道编码器及两种信道带宽选择(分别为8MHz和2MHz)为例进行具体说明。

一、信道编码

具体请参见图2，每个信道编码器都包括有外编码器101、外交织器102、内编码器103及内交织器104；当采用两路信道编码器时，第一、二组数据流依次经过外编码器、外交织器、内编码器及内交织器处理后输出。所述第一组数据流和第二组数据流可以是由同样的数据分流而成，其中第一组数据流代表能量最大的两比特，第二组数据流代表其他低能量比特。在一个具体的实施例中，所述数据流可以是视频数据流。

其中外编码器101可以采用二进制BCH码或RS(Reed-Solomon Codes，里德-所罗门码)码。二进制BCH码可以采用(255，231)的截短码(240，216)。RS码可以采用码长为240字节的RS(240，K)截短码，该码由原始的RS(255，M)系统码通过截短产生，其中M＝K+15。RS(240，K)码提供4种模式，分别为K＝240，K＝224，K＝192，K＝176。

截短码(240，K)可以采用如下方式进行编码：在K个输入信息字节(m₀，m₁，…，m_K-1)前添加15个全“0”字节，构造为原始的(255，M)系统码的输入序列(0，…0，m₀，m₁，…，m_K-1)；

编码后生成码字(0，…0，m₀，m₁，…，m_K-1，p₀，p₁，…，p_255-M-1)，再从码字中删去添加的字节，即得到240字节的截短码(m₀，m₁，…，m_K-1，p₀，p₁，…，p_255-M-1)。

外交织器结构可以为块交织器，外交织器的列数可以固定为240，交织深度由行数MI确定。

本发明提供的第一功能子模块601，根据当前选定的信道带宽确定出信道编码器10中外交织器102的行数M_I，具体为：

若当前选定的信道带宽为B_f＝8MHz时，外交织器102的行数由系统指定的字节交织模式和内编码器的LDPC码率决定；

若当前选定的信道带宽为B_f＝2MHz，外交织器102的行数由星座映射模式和内编码器的LDPC(Low Density Parity Check，低密度奇偶校验码)码率决定；如下表1所示。

表1

由此可以看出，在外交织时增加了更短的交织选项，这样可以减低接收的内存需求，同时降低功耗。

内编码器103可以采用LDPC码或QC-LDPC码，编码配置如下表2所示。

表2

码率	信息比特长度K	码字长度N
			1/2	4608比特	9216比特
3/4	6912比特	9216比特

LDPC输出码字C＝{c₀，c₁，…，c₉₂₁₅}由输入信息比特S＝{s₀，s₁，…，s_K-1}和校验比特P＝{p₀，p₁…，p_9215-K}组成如下：

$c_{\mathrm{COL}\_\mathrm{ORDER}\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{p}_i& 0\≤i\≤9215-K\\ s_{i+K-9216}& 9216-K\≤i\≤9215\end{array}\right.$

1/2LDPC块的信息比特对应于3个188字节的TS(Transport Stream，传送码流)包，3/4LDPC块的信息比特对应于4.5个188字节的TS包。

内编码器还可以采用QC-LDPC编码，因为QC-LDPC码的性能与普通LDPC码的性能相当或略低，但是有很低的实现复杂度。其译码实现的复杂度只有普通LDPC码译码复杂度的1/4，甚至更低。而LDPC译码在接收端的解调电路中占有1/3左右的比重，简化LDPC译码对接收端的成本和功耗有非常大的意义。目前大部分采用LDPC的无线通信和广播系统基本上都采用QC-LDPC码。

LDPC编码后的比特输入内交织器进行交织。内交织器104采用M_b×I_b的块交织器；本发明提供的第二功能子模块602，根据当前选定的信道带宽确定出内交织器104的对应参数M_b×I_b，不同信道带宽下M_b和I_b的取值如下表3所示。

表3

信道带宽	M<sub>b</sub>	I<sub>b</sub>
			B<sub>f</sub>＝8MHz	384	360
B<sub>f</sub>＝2MHz	192	144

内交织器的输出与时隙同步，即时隙中传送的第一个比特始终定义为比特交织器输出的第一个比特。

内交织块可以采用近似方形的设计可以降低接收机解交织时的内存需求。

无论系统当前使用哪种信道带宽，信道编码器10都采用预先确定的统一的编码和交织方式进行进行编码和交织处理。

二、星座映射

星座映射器用于将信道编码器输出的比特流映射为QAM(QuadratureAmplitude Modulation，正交幅度调制)模式的符号流。QAM模式可以是16QAM、64QAM或256QAM模式。当信道编码器采用一路信道编码器时，采用常规的映射方法；当信道编码器采用两路分级的信道编码器时，其中一路传输高能量比特位，另一路传输低能量比特位；如图4A所示，为16QAM模式的比特顺序；图4B为64QAM模式时的比特顺序。在16QAM和64QAM调制中，将能量高的比特和能量低的比特分开，分别调制不同的码流，这两个码流可以有不同的编码速率和交织方式。使得接收机能达到更好的接收效果，并为不同的服务需求提供不同质量等级的数据传输。另外星座映射器还可以采用BPSK(Binary Phase ShiftKeying，二值移相键控)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，正交移相键控)模式。各种符号映射加入功率归一化因子(QPSK的归一化因子16QAM的归一化因子

64QAM归一化因子

)，使各种符号映射的平均功率趋同。

三、OFDM符号形成

OFDM符号形成模块30将离散导频及连续导频插入星座映射器20输出的符号流后，加载到有效子载波形成OFDM符号。星座映射器20输出的符号流被加载到有效子载波后形成数据子载波。

本发明提供的第三功能子模块603，根据当前选定的信道带宽确定出OFDM符号所包括的有效子载波数量，设每个OFDM符号包括N_V个有效子载波，则在不同的信道带宽下N_V的具体取值为：

$N_V=\left\{\begin{array}{cc}3076,& B_f=8\mathrm{MHz}\\ 628,& B_f=2\mathrm{MHz}\end{array}\right.$

记每个时隙中第n个OFDM符号上的第i个有效子载波为X_n(i)，i＝0，1，…N_V-1；0≤n≤52。OFDM符号的子载波按照图5所示方式分配给数据子载波、离散导频和连续导频。

本发明提供的第四功能子模块604，根据当前选定的信道带宽确定出OFDM符号中包括的连续导频数量，具体包括：

若当前选定的信道带宽为B_f＝8MHz时，每个OFDM符号中包括82个连续导频；

若当前选定的信道带宽为B_f＝2MHz时，每个OFDM符号包括28个连续导频。

部分连续导频用于传送传输参数信令，调制方式为BPSK，传输参数信令包括时隙号，字节交织器同步标识，配置变更指示，前后保护长度选项，外部编码和交织选项，内部编码和交织选项，离散导频选项等。

离散导频发送已知符号1+0j。本发明提供的第五功能子模块605，根据当前选定的信道带宽确定出每个时隙中第n个OFDM符号中离散导频对应的子载波编号m的具体取值，规则如下：

若当前选定的信道带宽为B_f＝8MHz：

if mod(n，2)＝＝0     if mod(n，2)＝＝1

选项1 $m=\left\{\begin{array}{c}8P+1,p=\mathrm{0,1},\·\·\·191\\ 8p+3,p=\mathrm{192,193},\·\·\·383\end{array}\right.$ $m=\left\{\begin{array}{c}8P+5,P=\mathrm{0,1},\·\·\·191\\ 8p+7,p=\mathrm{192,193},\·\·\·383\end{array}\right.$

if mod(n，2)＝＝0     if mod(n，2)＝＝1

选项2 $m=\left\{\begin{array}{c}8P+1,p=\mathrm{0,1},\·\·\·191\\ 8p+6,p=\mathrm{192,193},\·\·\·383\end{array}\right.$ $m=\left\{\begin{array}{c}8P+5,P=\mathrm{0,1},\·\·\·191\\ 8p+10,p=\mathrm{192,193},\·\·\·383\end{array}\right.$

选项2的插入方式可以简化接收端离散导频插值滤波器的设计；

若当前选定的信道带宽为B_f＝2MHz：

if mod(n，2)＝＝0     if mod(n，2)＝＝1

$m=\left\{\begin{array}{c}8P+1,p=\mathrm{0,1},\·\·\·38\\ 8p+3,p=39,40,\·\·\·77\end{array}\right.$ $m=\left\{\begin{array}{c}8P+5,P=\mathrm{0,1},\·\·\·38\\ 8p+7,p=39,40,\·\·\·77\end{array}\right.$

离散导频可以有选择的增加2-4dB发射功率用于提高接收机信道估计的性能，可以使接收端的信道估计更准确，使接收端的解调性能提高0.5dB以上。

每个OFDM符号中除离散导频和连续导频外的子载波为数据子载波。数据子载波按照子载波、OFDM符号的前后顺序传输星座映射后的数据符号。每个时隙中共有138330(B_f＝8MHz)或27666(B_f＝2MHz)个数据子载波，其中前138240(B_f＝8MHz)或27648(B_f＝2MHz)个子载波用于承载星座映射后的数据复符号，最后90(B_f＝8MHz)或18(B_f＝2MHz)个符号填充0+0j。

对数据子载波、离散导频和连续导频等，均被一个复伪随机序列P_c(i)扰码。复伪随机序列P_c(i)生成方式如下：

$P_c\left(i\right)=\frac{\sqrt{2}}{2}[(1-2S_i\left(i\right))+j(1-2S_q\left(i\right))]$

其中，S_i(i)和S_q(i)为移位寄存器产生伪随机序列，例如：由图6所示十二位线性反馈移位寄存器产生，对应生成多项式为：x¹²+x¹¹+x⁸+x⁶+1。在本发明中，可以通过设置移位寄存器的不同初始值，提供不同的扰码，例如设置十二位移位寄存器的8种不同优初值选项，如下表4所示：

表4

选项	初始值
		0	0000 0000 0001
1	0000 1001 0011
		2	0000 0100 1100
3	0010 1011 0011
		4	0111 0100 0100
5	0000 0100 1100
		6	0001 0110 1101
7	0010 1011 0011

具体加扰方法为：将有效子载波上的复符号和复伪随机序列P_c(i)进行复数乘法实现。单频组网时，服务区内的相邻发射机采用不同扰码对数据加扰，利用发射机标识信号和扰码信息有利于接收机选择“最佳”发射机发射的信号进行接收。

插入导频并扰码后OFDM子载波Y_n(i)，0≤i≤N_S通过反傅立叶变换(IFT)映射为OFDM符号：

$S_n\left(t\right)=\frac{1}{N_S}\underset{i=0}{\overset{N_S-1}{\mathrm{\Σ}}}{Z}_n\left(i\right)e^{j2\mathrm{\πi}{\left(\mathrm{\Δf}\right)}_S(t-T_{\mathrm{CP}})},$ 0≤t≤(T_S+T_CP)，0≤n≤52

其中：

S_n(t)为时隙中第n个OFDM符号；

N_S为OFDM符号子载波数，取值为：

$N_S=\left\{\begin{array}{cc}4096,& B_f=8\mathrm{MHz}\\ 1024,& B_f=2\mathrm{MHz}\end{array}\right.$

(Δf)_S为OFDM符号的子载波间隔，取值为2.44140625kHz。

Z_n(i)为第n个OFDM符号中第i个子载波上承载的数据，映射关系如下

B_f＝8MHz：

$Z_n\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}{Y}_n(i-1),& 1\≤i\≤1538\\ Y_n(i-1020),& 2558\≤i\≤4095\\ 0,& i=0\mathrm{or}1539\≤i\≤2557\end{array}\right.$

B_f＝2MHz：

$Z_n\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}{Y}_n(i-1),& 1\≤i\≤314\\ Y_n(i-396),& 710\≤i\≤1023\\ 0,& i=0\mathrm{or}315\≤i\≤709\end{array}\right.$

B_f＝8MHz和B_f＝2MHz时的OFDM子载波结构分别如图7和图8所示。

无论系统当前使用哪种信道带宽，OFDM符号形成模块30都根据预先设定的统一的OFDM符号形成方式形成OFDM符号。

四、数据成帧

成帧模块40将OFDM符号形成模块30形成的OFDM符号加入信标以形成传输帧。

无论系统当前使用哪种信道带宽，成帧模块40都根据预先设定的统一的帧结构形成传输帧。

物理层信号每1秒为1帧，划分为40个时隙。每个时隙的长度为25ms，包括1个信标和53个OFDM符号。时隙划分和帧结构如图9所示。

划分时隙传输的原因是针对不同性质的数据流(视频、音频、控制信息和紧急广播信息等)采用不同的时隙传输，以方便媒体访问层(MAC)的灵活配置。

信标结构如图10所示，包括2个相同的同步信号以及发射机标识信号(TxID)。

所述同步信号S_b(t)为频带受限的伪随机信号，长度记为T_b，取值为204.8μs。同步信号由下式产生：

$S_b\left(t\right)=\frac{1}{N_b}\underset{i=0}{\overset{N_b-1}{\mathrm{\Σ}}}{X}_b\left(i\right)e^{j2\mathrm{\πi}{\left(\mathrm{\Δf}\right)}_{b}t},$ 0≤t≤T_b

其中：N_b为同步信号的子载波数；

本发明提供的第六功能子模块606，根据当前选定的信道带宽确定出信标中所包含的同步信号的子载波数量，具体取值如下：

$N_b=\left\{\begin{array}{cc}2048,& B_f=8\mathrm{MHz}\\ 512,& B_f=2\mathrm{MHz}\end{array}\right..$

(Δf)_b为同步信号的子载波间隔，取值为4.8828125kHz。

X_b(i)为BPSK调制的伪随机信号，伪随机序列由十一位移位寄存器产生。同步信号的插入加快了接收机的同步速度和精度并且可用于信道估计。

发射机标识信号S_ID(t)为频带受限的伪随机信号，用于标识不同发射机。S_ID(t)长度记为T_ID，取值为36.0μs。发射机标识信号由下式产生：

$S_{\mathrm{ID}}\left(t\right)=\frac{1}{N_{\mathrm{ID}}}\underset{i=0}{\overset{N_{\mathrm{ID}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{X}_{\mathrm{ID}}\left(i\right)e^{j2\mathrm{\πi}{\left(\mathrm{\Δf}\right)}_{\mathrm{ID}}(t-T_{\mathrm{IDCP}})},$ 0≤t≤T_ID

其中：N_ID为发射机标识信号的子载波数；

本发明提供的第七功能子模块607，根据当前选定的信道带宽确定出信标中所包含的发射机标识信号的子载波数量，其具体取值如下：

$N_b=\left\{\begin{array}{cc}256,& B_f=8\mathrm{MHz}\\ 64,& B_f=2\mathrm{MHz}\end{array}\right.$

(Δf)_ID为发射机标识信号的子载波间隔，取值为39.0625kHz。

X_ID(i)为BPSK调制的伪随机信号。

发射机标识序列TxID(k)长度为191比特(B_f＝8MHz)或37比特(B_f＝2MHz)。

发射机标识的循环前缀(IDCP)长度T_IDCP＝0.4uS。

OFDM符号由循环前缀(CP)，OFDM符号体和可选择的保护间隔(GI)构成。如图11所示。保护间隔信号由相邻OFDM间的前后保护(GD)经加窗交叠形成，如图10所示。

T₀为符号体长度，T₁为循环前缀长度，T_GD为前后保护长度。T₀，T₁和T_GD的取值列于表5：

表5

选项	T0(μs)	T1(μs)	TGD(μs)
				1	409.6	51.2	2.4
2	409.6	53.6	0

五、上变频

上变频模块50用于对传输帧进行上变频以产生用于发射的射频信号。

成帧的基带信号经过正交上变频后产生射频信号，射频信号通过下式描述：

$S\left(t\right)=\mathrm{Re}\{\exp (j\×2\mathrm{\π}{f}_{c}t)\×[\mathrm{Frame}\left(t\right)\⊗F\left(t\right)\left]\right\}$

其中，S(t)为射频信号

f_c为载波频率

Frame(t)为成帧后的基带信号

F(t)为发射滤波器冲激响应。

综上所述，在使用本发明提供的移动数字多媒体广播信号传输系统时，可以通过选择系统设置的多种信道带宽之一(上述实施例以两种信道带宽为例)，分别控制信道编码器10、OFDM符号形成模块30和成帧模块40采用选择的信道带宽传输移动数字多媒体广播信号。

改变信道带宽的具体方法包括：

根据当前选定的信道带宽确定出信道编码器10中外交织器的对应参数，以及内交织器的对应参数；控制信道编码器根据确定出的外交织器和内交织器参数，采用当前选定的信道带宽对接收的数据流进行编码和交织处理，转换为比特流；

根据当前选定的信道带宽确定出OFDM符号形成模块30形成的OFDM符号所包括的有效子载波数量，以及连续导频数量和离散导频对应的子载波编号；控制OFDM符号形成模块30将接收的符号流根据确定出的有效子载波数量、连续导频数量和离散导频对应的子载波编号形成与当前选定的信道带宽相对应的OFDM符号；

根据当前选定的信道带宽确定出传输帧的信标中所包含的同步信号的子载波数量，以及传输帧的信标中所包含的发射机标识信号的子载波数量；控制成帧模块40根据确定出的同步信号的子载波数量和发射机标识信号的子载波数量，在OFDM符号上加入相应信标形成所述传输帧。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种移动数字多媒体广播信号传输系统，其特征在于，包括：

信道编码器，用于根据外交织器和内交织器的对应参数，对接收的数据流进行编码和交织处理，转换为比特流；

星座映射器，用于将所述比特流映射为符号流；

OFDM符号形成模块，用于根据OFDM符号包括的有效子载波数量、OFDM符号中包括的连续导频数量以及OFDM符号中离散导频对应的子载波编号，将所述星座映射器输出的符号流形成相对应的OFDM符号；

成帧模块，用于根据传输帧的信标中所包含的同步信号的子载波数量和发射机标识信号的子载波数量，在形成的所述OFDM符号中加入相应信标形成传输帧；

上变频模块，用于对所述传输帧进行上变频以产生用于发射的射频信号；

信道带宽改变模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出外交织器和内交织器的对应参数，控制所述信道编码器；以及

用于根据当前选择的信道带宽确定出OFDM符号包括的有效子载波数量、OFDM符号中包括的连续导频数量以及OFDM符号中离散导频对应的子载波编号，控制所述OFDM符号形成模块；以及

用于根据当前选择的信道带宽确定出传输帧的信标中所包含的同步信号的子载波数量和发射机标识信号的子载波数量，控制所述成帧模块。

2.如权利要求1所述的移动数字多媒体广播信号传输系统，其特征在于，所述信道编码器为一路信道编码器或两路信道编码器。

3.如权利要求2所述的移动数字多媒体广播信号传输系统，其特征在于，所述信道编码器包括有外编码器、外交织器、内编码器及内交织器。

4.如权利要求3所述的移动数字多媒体广播信号传输系统，其特征在于，所述信道带宽改变模块包括第一功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述信道编码器中外交织器的对应参数；

所述信道带宽改变模块还包括第二功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述信道编码器中内交织器的对应参数；

所述信道编码器根据所述信道带宽改变模块确定出的外交织器和内交织器参数，对接收的数据流根据预先设定的编码和交织方式进行编码和交织处理，转换为比特流。

5.如权利要求4所述的移动数字多媒体广播信号传输系统，其特征在于，所述信道带宽改变模块还包括第三功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述OFDM符号包括的有效子载波数量；

所述信道带宽改变模块还包括第四功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述OFDM符号中包括的连续导频数量；

所述信道带宽改变模块还包括第五功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述OFDM符号中离散导频对应的子载波编号；

所述OFDM符号形成模块接收所述星座映射器输出的符号流，根据所述信道带宽改变模块确定出的有效子载波数量、连续导频数量和离散导频对应的子载波编号采用预先设定的OFDM符号形成方式形成与当前选定的信道带宽相对应的OFDM符号。

6.如权利要求5所述的移动数字多媒体广播信号传输系统，其特征在于，所述信道带宽改变模块还包括第六功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述传输帧的信标中所包含的同步信号的子载波数量；

所述信道带宽改变模块还包括第七功能子模块，用于根据当前选择的信道带宽确定出所述传输帧的信标中所包含的发射机标识信号的子载波数量；

所述成帧模块根据所述信道带宽改变模块确定出的所述同步信号的子载波数量和发射机标识信号的子载波数量，在所述OFDM符号上采用预先设定的帧结构加入相应信标形成所述传输帧。

7.一种信道带宽改变方法，应用于权利要求1所述的移动数字多媒体广播信号传输系统，其特征在于，该方法包括：

选择系统设置的多种信道带宽之一；

由信道带宽改变模块根据当前选择的信道带宽确定出外交织器和内交织器的对应参数，控制所述信道编码器；以及

根据当前选择的信道带宽确定出OFDM符号包括的有效子载波数量、OFDM符号中包括的连续导频数量以及OFDM符号中离散导频对应的子载波编号，控制所述OFDM符号形成模块；以及

根据当前选择的信道带宽确定出传输帧的信标中所包含的同步信号的子载波数量和传输帧的信标中所包含的发射机标识信号的子载波数量，控制所述成帧模块。

8.如权利要求7所述的信道带宽改变方法，其特征在于，所述控制所述信道编码器包括：

控制所述信道编码器根据确定出的外交织器和内交织器参数，对接收的数据流根据预先设定的编码和交织方式进行编码和交织处理，转换为比特流。

9.如权利要求7所述的信道带宽改变方法，其特征在于，所述信道编码器中的外编码器采用二进制BCH码或RS码进行编码；所述信道编码器中的内编码器采用LDPC码或QC-LDPC码进行编码。

10.如权利要求9所述的信道带宽改变方法，其特征在于，每一个信道编码器采用不同的编码速率和交织方式。

11.如权利要求7所述的信道带宽改变方法，其特征在于，所述根据当前选择的信道带宽确定出所述信道编码器中外交织器的对应参数，包括：

若当前选定的带宽为B_f＝8MHz，则由系统指定的字节交织模式和内编码器的LDPC码率确定出所述外交织器的行数；

若当前选定的带宽为B_f＝2MHz，则由星座映射模式和内编码器的LDPC码率确定出所述外交织器的行数。

12.如权利要求7所述的信道带宽改变方法，其特征在于，所述控制所述OFDM符号形成模块包括：

控制所述OFDM符号形成模块将接收的符号流根据确定出的有效子载波数量、连续导频数量和离散导频对应的子载波编号采用预先设定的OFDM符号形成方式形成与当前选择的信道带宽相对应的OFDM符号。

13.如权利要求7所述的信道带宽改变方法，其特征在于，所述控制所述成帧模块包括：

控制所述成帧模块根据确定出的所述同步信号的子载波数量和发射机标识信号的子载波数量，在所述OFDM符号上采用预先设定的帧结构加入相应信标形成所述传输帧。

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