CN101094025A - T－mmb系统接收端实现多种解调方式的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种在地面移动多媒体广播(T－MMB)系统接收端实现多种解调的方法，通过在T－MMB接收端译码快速信息信道(FIC)，由接收端输入的频道选择信息，分离出所选频道的主业务信道(MSC)数据，根据FIC中指示的调制类型对该业务进行相应的差分解调和QPSK、8PSK、16APSK解映射，从而支持多种调制方式的业务。

Description

T-MMB系统接收端实现多种解调方式的方法

技术领域

本发明涉及数字多媒体广播T-MMB系统接收端的实现，特别是在T-MMB接收端实现多种解调方式的方法。

背景技术

地面移动多媒体广播T-MMB系统是在数字音频广播DAB和地面数字多媒体广播T-DMB标准的基础上发展起来的一套兼容性强又高效优质的数字多媒体广播系统。T-MMB系统运用时分复用的方法在多个子信道中可同时传输DAB业务，DAB-IP业务，T-DMB业务和T-MMB业务，如图1所示。DAB和T-DMB业务都采用DQPSK调制，T-MMB业务支持DQPSK调制，也可支持高阶调制，如8DPSK或16DAPSK调制，从而有更高的频谱利用率，其主信号处理流程如图2所示。调制方式通过传输帧中FIC的特定位加以指示。

T-MMB传输帧结构和DAB保持一样，如图3所示，传输帧的结构和长度都依赖于传输模式。每个传输模式有相应数量的快速信息块(FIB)和公共交织帧CIF。T-MMB传输系统由三个信道组成，分别是同步信道，FIC和MSC。其中同步信道主要用来基本的解调作用，如传输帧同步，自动的频率控制，信道状态估计和发射机识别。FIC由多个FIB组成，各个模式的传输帧有相应数量的FIB，一定数量的FIB对应于一个CIF。FIB由FIG组成，FIB长256个比特，如图4所示。FIG有多种类型，每种类型有多种扩展。

MSC用来传送音频、视频和数据业务成分，由公共交织帧CIF组成。一个CIF的最小地址单元是容量单元CU。每个CIF由864个CU组成，可以用0到863的地址来标识。每个CU的比特数与调制方式有关，CU的大小是32×n个比特。n的取值有三种，分别对应三种不同的的差分调制方式：n＝2(DQPSK)、n＝3(8DPSK)和n＝4(16DAPSK)。

MSC分为多个子信道，可以以流模式或包模式传输多个业务成分。每个子信道占用整数个连续的CU，每个CU仅用于一个子信道。T-MMB业务单独通过能量扩散、信道编码、时间交织等处理，如图5所示。

在T-MMB系统接收端为了正确对数据进行解调，需要知道对应业务的调制方式。接收端根据频道选择信息译出相应的FIC信息后，可在MSC中提取相应的业务数据然后根据FIC中指示的调制方式进行相应的差分解调和QPSK、8PSK、16APSK解映射，然后再传送给后续处理部分。

发明内容

本发明的目的是通过在T-MMB接收端译码FIC的数据，由接收端输入的频道选择信息，分离出所选频道的MSC数据，根据FIC中指示的调制类型对该业务进行相应的差分解调和QPSK、8PSK、16APSK解映射，从而支持多种调制方式的业务。

本发明提出一种在T-MMB接收端实现多种解调方式的方法，包括：

在接收端同步后，将区分出的FIC的OFDM符号进行OFDM符号解调，频率解交织和差分解调后，进行QPSK解映射、卷积译码后通过FIC译码器译码得到FIC信息；

根据接收端得到的频道选择信息选择FIC中传输的某套节目的FIC描述信息；

根据FIC译码得到的该节目所用子信道位置、大小等信息提取MSC中相应的OFDM符号解调，然后进行频率解交织，

根据译码得到的调制类型进行差分解调和QPSK、8PSK、16APSK解映射后，输出软信息传送到后续的处理模块。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：OFDM解调后的FIC数据按照差分解调、QPSK解映射和卷积译码处理；FIC译码器解出FIC信息，生成FIC配置表；根据FIC配置表又生成两个子表，一个对应流模式，一个对应包模式；配置表里有如下指示：流模式时的子信道标识符(SubChId)，包模式时的业务成分标识符(SCId)、包地址(packet address)等。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：根据FIC中FIG类型0扩展2-FIG0/2中数据业务成分类型(DSCTy)字段区分是DAB、T-DMB还是T-MMB业务。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：如有T-MMB业务，则根据FIC中FIG类型0扩展15-FIG0/15中的调制方式(ModuType)指示，区分T-MMB业务使用的调制方式，是DQPSK、8DPSK或16DAPSK其中的一种。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：接收端译码FIC的快速信息组(FIG)类型0扩展2-FIG0/2中的传输机制标识符(TMId)字段，区分传输机制，在流模式和包模式时根据用户的频道选择信息，对FIC数据进行不同处理。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：当流模式传输时，根据接收端输入的频道选择信息查找FIC配置表，找到对应子信道的子信道标识符(SubChId)，再译码FIG类型0扩展1-FIG0/1或者有T-MMB业务时的FIG类型0扩展15-FIG0/15得到对应子信道的描述信息，如子信道起始位置(Start Address)和大小(Sub-channel size)的指示(以CU为单位)及调制类型(ModuType)。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：当包模式传输时，根据接收端输入的频道选择信息查找FIC配置表，根据业务成分标识符(SCId)字段来选择该业务，根据FIG类型0扩展2-FIG0/2中的业务成分标识符(SCId)字段对应译码FIG类型0扩展3-FIG0/3中的相关信息，如包地址(packet address)、子信道标识符(SubChId)等；再由FIG类型0扩展1-FIG0/1中或者有T-MMB业务时的FIG类型0扩展15-FIG0/15中的子信道标识符(SubChId)译码得到该子信道的其他信息，如子信道起始位置(Start Address)和大小(Sub-channel size)的指示(以CU为单位)及调制类型(ModuType)。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：根据FIC译码得到的信息在MSC中提取出该业务的数据。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：计算包含该业务的OFDM符号前溯一个符号的相对于当前CIF的位置startOFDMindex(不是相对于整个传输帧的位置)，以及该业务结束时所在的OFDM符号位置endOFDMindex；计算该业务的实际数据在OFDM符号中的偏移；将startOFDMindex和endOFDMindex换算为相对于传输帧的位置；提取出处在startOFDMindex和endOFDMindex之间的符号供处理。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：对提取出的数据按FIC译出的调制方式指示进行差分解调。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：对差分解调后的数据按照FIC译出的调制方式指示，进行QPSK、8PSK、16APSK符号解映射，输出对应个数的软信息供后续模块处理。

附图说明

图1是T-MMB系统传输框图。

图2是T-MMB系统主信号处理流程图。

图3是T-MMB系统的传输帧结构图。

图4是T-MMB系统FIC组成结构图。

图5是T-MMB业务的处理流程图。

图6是T-MMB系统接收端处理流程图。

图7是在T-MMB系统接收端实现多种解调方式的流程图。

图8是FIC中FIG0/2的配置结构图。

图9是FIC中FIG0/1的配置结构图。

图10是FIC中FIG0/15的配置结构图。

图11是FIC中FIG0/3的配置结构图。

图12是在MSC中提取对应子信道数据的原理图。

图13是8PSK符号映射的星座图。

图14是16APSK符号映射的星座图。

图15是16APSK解映射输出软信息的处理流程图。

图16是T-MMB业务8PSK解映射输出的结构图。

图17是DAB/T-DMB业务QPSK解映射输出的结构图。

具体实施方式

T-MMB系统接收端的流程图如图6所示。

为了要在T-MMB系统接收端实现多种解调方式的正确识别，需要译码FIC中相应的数据，得到当前所选频道的调制方式和其他一些子信道的描述信息。然后再根据FIC信息提取所需译码的MSC中的业务数据，根据FIC中指示的调制类型对该业务进行相应的差分解调和QPSK、8PSK、16APSK解映射，从而支持多种调制方式的业务，如图7所示。具体描述为：

在接收端同步后，将区分出的FIC的OFDM符号进行OFDM符号解调，频率解交织和解差分后，进行QPSK解映射、卷积译码后通过FIC译码器译码得到所有的FIC信息。

FIC译码器解出FIC信息，在接收端生成FIC配置表；根据FIC配置表又生成两个子表，一个对应流模式，一个对应包模式；配置表里有如下指示：流模式时的子信道标识符(SubChId)，包模式时的业务成分标识符(SCId)、包地址(packet address)等。

译码FIG类型0扩展2-FIG0/2中对数据业务成分类型(DSCTy)的指示，区分是DAB、T-DMB还是T-MMB业务，如果DSCTy＝011000，则表示是T-DMB业务，如果DSCTy＝011001，则表示是T-MMB业务，如果DSCTy为其他值，则查DSCTy的定义看是否是DAB的某种业务类型，如图8所示。且译码FIG0/2得到各业务(各子信道)的传输机制标识符(TMId)和其他相关信息。

译码FIG类型0扩展1-FIG0/1中对DAB/T-DMB业务的子信道位置(Start Address)和大小(Sub-channel size)的指示(CU为单位)，得到用DQPSK调制的各个子信道的位置和大小，如图9所示。在T-MMB传输帧里各种类型的业务是按调制方式DQPSK、8DPSK、16DAPSK的顺序排列的，因此，该子信道比特位置为Start Address指示的CU位置乘以64。比特大小为子信道的CU数乘以64。

如果有T-MMB业务，则译码FIG类型0扩展15-FIG0/15中对T-MMB业务的子信道位置(Start Address)、大小(Sub-channel size)(CU为单位)和调制方式(ModuType)的指示，计算用DQPSK、8DPSK、16DAPSK调制的各个子信道的比特位置和大小，如图10所示。比特位置为Start Address指示的CU位置前的按DQPSK、8DPSK、16DAPSK顺序的各个CU比特大小的累加。比特大小为子信道的CU数乘以该调制方式下CU的大小。

如有用包模式传输的数据时，译码FIG类型0扩展3-FIG0/3得到包模式传输时的相关信息，如业务成分标识符(SCId)、包地址(packet address)、子信道标识符(SubChId)等，如图11所示。

接收端根据得到的频道选择信息选择FIC中传输的对应节目的FIC描述信息。T-MMB系统传送的多种业务可有多种传输机制，可以通过译码FIG0/2的传输机制标识符(TMId)字段来区分。在频道选择时分包模式和流模式进行不同的处理：

1，流模式

在接收端的FIC配置表中，流模式对应的子表里有两项，

一个是在子表中的顺序号，一个是对应原配置表里的顺序号。如果有多个流模式的业务，可以在生成配置表后，按照子信道起始地址的顺序对业务进行排序，在选择频道时是根据子表中的顺序号进行选择，然后对应到原配置表里提取相应的信息，如子信道位置(Start Address)、大小(Sub-channel size)(CU为单位)和调制方式(ModuType)等。

2，包模式

包模式对应的子表里也有两项，一个是业务成分标识符(SCId)，一个是原配置表里的顺序号。在选择包模式业务时，实际上是根据包模式业务的业务成分标识符(SCId)，检索到原配置表里存储的信息，得到包模式业务的包地址(packetaddress)、子信道标识符(SubChId)等和对应的子信道描述信息。

当得到所选频道的所有FIC信息后，对MSC中对应的业务数据进行提取。MSC中的数据在同步后仍是OFDM符号，因此需要选择和本业务相关的OFDM符号和在这些OFDM符号内的对应数据。

MSC中OFDM符号提取的详细过程如图12所示。

1)计算包含业务的OFDM符号前溯一个符号的相对于当前CIF的位置(不是相对于整个传输帧的位置)：startOFDMindex，以及业务结束时所在的OFDM符号位置：endOFDMindex。

startOFDMindex＝floor(FICConfig.startAddr×32/CarrierNumPerOFDM)-1

endOFDMindex＝ceil((FICConfig.startAddr+FICConfig.SubChSize)×32/CarrierNumPerOFDM)

其中floor(float x)是求小于x的最大的整数值，ceil(float x)是求大于x的最小整数值。FICConfig.startAddr是CU的起始地址，FICConfig.SubChSize是子信道的大小(占用的CU个数)，CarrierNumPerOFDM是每个OFDM符号内的子载波个数，32是每个CU所包含的子载波个数，startOFDMindex减1表示前溯一个OFDM符号。

2)计算业务的实际数据在OFDM符号中的偏移offset(必须在下一步之前计算出来)，该offset指偏移多少个子载波。

offset＝FICConfig.startaddr×32-(startOFDMindex+1)×CarrierNumPerOFDM

3)将startOFDMindex和endOFDMindex换算为相对于传输帧的位置。

startOFDMindex+＝(1+OFDMNumFIC+i×OFDMNumCIF)

endOFDMindex+＝(1+OFDMNumFIC+i×OFDMNumCIF)

OFDMNumFIC是FIC信道的OFDM个数，OFDMNumCIF是每个CIF的OFDM个数，i是指传输帧中的第几个CIF。

提取出处于startOFDMindex和endOFDMindex之间的符号，然后进行OFDM符号解调和频率解交织和根据FIC译出的调制方式进行解差分和QPSK、8PSK、16APSK解映射，输出对应比特数的软信息，供后续模块进行译码处理。

8PSK、16APSK映射的星座图如图13、14所示。详细的调制和差分原理见T-MMB系统具体描述。

差分解调和QPSK、8PSK、16APSK解映射后输出软信息可以如图15所示进行处理。

以16DAPSK为例，说明系统中差分信号的软判决如何进行。设x_i，y_i分别为当前OFDM符号中第i个子载波上发送端、接收端的调制信号，

分别为前一个OFDM符号中第i个子载波上发送端、接收端的调制信号。定义幅度比特信息v_i，w_i如下：

$v_i=\ln \left|\frac{x_i}{{\tilde{x}}_i}\right|,$ $w_i=\ln \left|\frac{y_i}{{\tilde{y}}_i}\right|$

则有：

v_i∈{lna^-1，0，lna}

$w_i=\ln \left|y_i\right|-\ln \left|{\tilde{y}}_i\right|=\ln |{\mathrm{\α}}_i{x}_i+n_i|-\ln |{\widetilde{\mathrm{\α}}}_i{\tilde{x}}_i+{\tilde{n}}_i|$

根据最大似然序列估计，接收机判决的最佳幅度或相位信息比特<b_i，j>：

上式同时乘以σ²，最终可以写成：

$<{\hat{b}}_{i,j}>=\arg \underset{<b_{i,j}>}{\min }\underset{i,j}{\mathrm{\&Sigma;}}{d}_{i,j}^2\&CenterDot;{\mathrm{RI}}_i^2+m_{i,j}$

式中：

$R{I}_i^2=\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}_{w_i}^2}\&ap;\frac{1}{\frac{1}{{\left|y_i\right|}^2}+\frac{1}{{\left|{\tilde{y}}_i\right|}^2}},$ $m_{i,j}=\left\{\begin{array}{c}-{\mathrm{\&sigma;}}^2\ln P\left(v_{i,j}\right)\\ 0\end{array}\right.$

设y_i和y_i-1是频域解交织之后的相邻数据(复数)，根据上式需要求取解差分之后的相位

$\mathrm{\&theta;}=\arg \left(\frac{y_i}{y_{i-1}}\right)$

和一个系数

${\mathrm{RI}}_i\&ap;\frac{{\left|y_i\right|}_i^2\&CenterDot;{\left|y_{i-1}\right|}^2}{{\left|y_i\right|}_i^2+{\left|y_{i-1}\right|}^2}$

为了不使用除法我们做了如下的近似：

${\mathrm{RI}}_i\&ap;\frac{{\left|y_i\right|}_i^2\&CenterDot;{\left|y_{i-1}\right|}^2}{{\left|y_i\right|}_i^2+{\left|y_{i-1}\right|}^2}\&le;\frac{{\left|y_i\right|}_i^2\&CenterDot;{\left|y_{i-1}\right|}^2}{2\left|y_i\right|\left|y_{i-1}\right|}=\frac{\left|y_i\right|\&CenterDot;\left|y_{i-1}\right|}{2}$

同时相位可以通过

$\mathrm{\&theta;}=\arg (y_i\&CenterDot;y_{i-1}^{*})$

其中*代表共轭。

如是8PSK和QPSK调制的符号则没有幅度信息，取m_i，j＝0。

由上述方法得到T-MMB业务的软信息顺序输出，8PSK解映射时如图16所示，当是DAB/T-DMB业务时，则按照ETSI300401中映射方式进行，如图17所示。

至此输出软信息流到后续处理模块，如时间解交织、信道解码等。

Claims (11)

1.一种T-MMB系统接收端实现多种解调方式的方法，包括：在接收端同步后，将区分出的FIC的正交频分复用(OFDM)符号进行OFDM符号解调，频率解交织和差分解调后，进行QPSK解映射、卷积译码后通过FIC译码器译码得到FIC信息；

根据接收端得到的频道选择信息选择FIC中传输的某套节目的FIC描述信息；

根据FIC译码得到的该节目所用子信道位置、大小等信息提取MSC中相应的OFDM符号解调，然后进行频率解交织，

根据译码得到的调制类型进行差分解调和QPSK、8PSK、16APSK解映射后，输出软信息传送到后续的处理模块。

2.按照权利要求1所述的T-MMB系统接收端实现多种解调方式的方法，其特征在于进一步包括：OFDM解调后的FIC数据按照差分解调、QPSK解映射和卷积译码处理；FIC译码器解出FIC信息，生成FIC配置表；根据FIC配置表又生成两个子表，一个对应流模式，一个对应包模式；配置表里有如下指示：流模式时的子信道标识符(SubChId)，包模式时的业务成分标识符(SCId)、包地址(packet address)等。

3.按照权利要求2所述的T-MMB系统接收端实现多种解调方式的方法，其特征在于进一步包括：根据FIC中快速信息组(FIG)类型0扩展2-FIG0/2中数据业务成分类型(DSCTy)字段区分是数字音频广播(DAB)、地面数字多媒体广播(T-DMB)还是T-MMB业务。

4.按照权利要求2所述的在T-MMB接收端实现多种解调方式的方法，其特征在于进一步包括：如有T-MMB业务，则根据FIC中FIG类型0扩展15-FIG0/15中的调制方式(ModuType)指示，区分T-MMB业务使用的调制方式，是DQPSK、8DPSK或16DAPSK其中的一种。

5.按照权利要求2所述的在T-MMB接收端实现多种解调方式的方法，其特征在于进一步包括：接收端译码FIC的FIG类型0扩展2-FIG0/2中的传输机制标识符(TMId)字段，区分传输机制，在流模式和包模式时根据用户的频道选择信息，对FIC数据进行不同处理。

6.按照权利要求5所述的在T-MMB接收端实现多种解调方式的方法，其特征在于进一步包括：当流模式传输时，根据接收端输入的频道选择信息查找FIC配置表，找到对应子信道的子信道标识符(SubChId)，再译码FIG类型0扩展1-FIG0/1或者有T-MMB业务时的FIG类型0扩展15-FIG0/15得到对应子信道的描述信息，如子信道起始位置(Start Address)和大小(Sub-channel size)的指示(以容量单元CU为单位)及调制类型(ModuType)。

7.按照权利要求5所述的在T-MMB接收端实现多种解调方式的方法，其特征在于进一步包括：当包模式传输时，根据接收端输入的频道选择信息查找FIC配置表，根据业务成分标识符(SCId)字段来选择该业务，根据FIG类型0扩展2-FIG0/2中的业务成分标识符(SCId)字段对应译码FIG类型0扩展3-FIG0/3中的相关信息，如包地址(packet address)、子信道标识符(SubChId)等；再由FIG类型0扩展1-FIG0/1中或者有T-MMB业务时的FIG类型0扩展15-FIG0/15中的子信道标识符(SubChId)译码得到该子信道的其他信息，如子信道起始位置(Start Address)和大小(Sub-channel size)的指示(以CU为单位)及调制类型(ModuType)。

8.按照权利要求2所述的在T-MMB接收端实现多种解调方式的方法，其特征在于进一步包括：根据FIC译码得到的信息在MSC中提取出该业务的数据。

9.按照权利要求8所述的在T-MMB接收端实现多种解调方式的方法，其特征在于进一步包括：计算包含该业务的OFDM符号前溯一个符号的相对于当前公共交织帧(CIF)的位置startOFDMindex(不是相对于整个传输帧的位置)，以及该业务结束时所在的OFDM符号位置endOFDMindex；计算该业务的实际数据在OFDM符号中的偏移；将startOFDMindex和endOFDMindex换算为相对于传输帧的位置；提取出处在startOFDMindex和endOFDMindex之间的符号供处理。

10.按照权利要求1所述的在T-MMB接收端实现多种解调方式的方法，其特征在于进一步包括：对提取出的数据按FIC译出的调制方式指示进行差分解调。

11.按照权利要求1所述的在T-MMB接收端实现多种解调方式的方法，其特征在于进一步包括：对差分解调后的数据按照FIC译出的调制方式指示，进行QPSK、8PSK、16APSK符号解映射，输出对应个数的软信息供后续模块处理。

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