CN101232479B - 在地面移动多媒体广播系统中使用多种调制方式的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种应用于地面移动多媒体广播(T-MMB)系统的使用多种调制方式的方法和系统，通过T-MMB系统传输帧的快速信息信道(FIC)中的业务类型指示和T-MMB业务调制方式的指示，各传输模式时将已编码的不同调制方式的数据分别进行正交频分复用(OFDM)符号分块和DQPSK、8DPSK、16DAPSK调制，在传输帧中实现不同业务类型、不同调制方式的数据复用，提高了频谱利用率，且兼容数字音频广播(DAB)系统。

Description

在地面移动多媒体广播系统中使用多种调制方式的方法

技术领域

本发明涉及数字多媒体广播技术领域，具体涉及地面移动多媒体广播T-MMB系统中使用多种调制方式的方法。

背景技术

为了提高广播系统的频谱利用率，可以采用高阶调制，传输更多的业务。

欧洲的数字音频广播(DAB)采用DQPSK调制，在此基础上发展起来的韩国地面数字多媒体广播(T-DMB)也采用DQPSK调制，新提出的地面移动多媒体广播T-MMB系统兼容DAB，支持DQPSK调制，也支持高阶调制，如8DPSK或16DAPSK调制，从而有更高的频谱利用率。调制方式通过传输帧中快速信息信道(FIC，Fast Information Channel)的特定位加以指示。

由于传输帧结构和DAB保持一样，为了支持高阶调制而子信道CU的总数又保持不变，则每个CU的比特数与调制方式有关，DQPSK调制时每个CU占64个比特，8DPSK调制时每个CU占96个比特，16DAPSK调制时每个CU占128个比特，即每个CU为32个调制符号。

在T-MMB传输帧中可以实现DAB、T-DMB、T-MMB三类业务的时间复用，T-MMB业务又支持DQPSK、8DPSK、16DAPSK调制，在发射端对已编码的传输帧复用器输出的比特流进行OFDM符号分块和调制时需要知道每个子信道的调制方式和子信道位置、大小等信息，否则将无法实现多种调制方式。因此在发射端需要知道系统的传输模式和FIC中关于业务类型、子信道位置、大小和调制方式等描述信息。

T-MMB系统的传输帧结构如图1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。MSC用来传送音频、视频和数据业务成分。而接收机需要识别的系统复用配置信息(MCI)和数据业务信息(SI)用FIC进行传输。

发明内容

本发明的目的是通过传输帧的FIC中关于业务类型、子信道位置、大小和调制方式以及传输模式的指示，将编码后的传输帧数据进行OFDM符号分块和DQPSK、8DPSK、16DAPSK调制，实现一种兼容DAB又提高频谱利用率的数字多媒体广播系统。

本发明提出一种在地面移动多媒体广播T-MMB系统中使用多种调制方式的方法，该地面移动多媒体广播T-MMB系统兼容数字音频广播DAB，该方法包括：根据调制方式调整主业务信道MSC中子信道数据的排列；在MSC中按调制方式DQPSK、8DPSK、16DAPSK排列各子信道的数据；相同调制方式的子信道数据顺序排列；不同调制方式的子信道的起始位置Start Address在不同传输模式下应与相应的正交频分复用OFDM符号块块长的整数倍对齐，不足部分填0；MSC的公共交织帧CIF中未分配的容量单元CU按前一个子信道中的CU采用的调制方式进行排列和调制；根据传输模式和快速信息信道FIC中的业务类型、子信道组织、T-MMB业务调制方式的指示，对已编码的传输帧数据进行OFDM符号分块；符号分块需要的传输模式信息从T-MMB系统的信号群传输接口ETI传输帧的帧描述区域FC中的模式标识MID字段得到；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区分是DAB、T-DMB还是T-MMB业务，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；根据FIC中FIG类型0扩展1-FIG0/1，以及有FIG类型0扩展15-FIG0/15时的FIG0/15中子信道的起始位置Start Address和大小的指示，计算出需用DQPSK调制的子信道的比特位置和数量；如有用8DPSK调制的子信道，则根据FIG0/15中的子信道起始位置和大小计算出子信道的比特位置和数量；如有用16DAPSK调制的子信道，则根据FIG0/15中的子信道起始位置和大小计算出子信道的比特位置和数量；根据传输模式和调制方式对传输帧数据分别进行OFDM符号分块和重组，OFDM符号的块长与传输模式和调制方式有关；FIC的数据用DQPSK调制，单独分块；MSC中的已凑成块长整数倍的3种调制方式的数据按调制方式分别分块；对按调制方式排列的分块后的数据分别进行QPSK、8PSK、16APSK符号映射；映射后的数据根据不同的传输模式进行频率交织；交织后的数据以相位参考符号(PRS)为基准进行差分调制，从而实现DQPSK、8DPSK、16DAPSK调制。

附图说明

图1是兼容DAB的T-MMB系统的传输帧结构图；图2是兼容DAB的T-MMB系统的主信号生成流程图；图3是兼容DAB的T-MMB系统中使用多种调制方式的方法流程图；图4是兼容DAB的T-MMB系统的FIB结构图；图5是FIC中描述兼容DAB的T-MMB系统的基本业务组织的FIG0/2的配置结构图；图6是FIC中描述兼容DAB的T-MMB系统中DAB/T-DMB业务的子信道信息的FIG0/1的配置结构图；图7是FIC中描述兼容DAB的T-MMB系统中MMB业务的子信道信息的FIG0/15的配置结构图；图8是8PSK符号映射的星座图；图9是16APSK符号映射的星座图。

具体实施方式

本发明涉及的兼容DAB的T-MMB系统的主信号生成流程图如图2所示。

为了要在T-MMB系统中实现多种调制方式，需要根据传输模式和FIC中给出的子信道位置、大小和调制方式等信息进行OFDM符号分块，输出按DQPSK、8DPSK、16DAPSK顺序排列的待调制数据，然后进行相应的符号映射和频率交织及差分调制，如图3所示。

发射端需要的传输模式信息从EII传输帧的帧描述区域(FC)中的模式标识(MID)字段获得。T-MMB系统的传输模式有四种，当MID＝01时表示模式I；当MID＝10(二进制表示，高位在前)时表示模式II；当MID＝11时表示模式III；当MID＝00时表示模式IV。

其他指示信息通过FIC中描述子信道不同业务类型的FIG获得。FIC由多个FIB组成，各个模式的传输帧有相应数量的FIB，FIB由FIG组成，FIB长256个比特，如图4所示。FIG有多种类型，每种类型还有多种扩展。

由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5所示。

由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)指示(CU为单位)，计算用DQPSK调制的各个子信道的比特位置和大小，如图6所示。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，则由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7所示。比特位置为StartAddress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。

MSC中的各个子信道按照DQPSK、8DPSK、16DAPSK顺序在CIF中排列各自的CU，相同调制方式的数据可顺序排列，不同调制方式的数据由于OFDM符号分块和调制时所需的比特数不同，不同调制方式的子信道数据在CU分配时应将其Start Address在不同传输模式下与相应的OFDM符号块块长的整数倍对齐，不足部分填0。因此在FIC中得到的指示信息应已经符合上述要求。

得到分别需用DQPSK、8DPSK、16DAPSK调制的比特位置和大小后，输入OFDM符号分块模块，按照不同的传输模式的规则进行OFDM符号分块，当模式I时每个OFDM符号为1536×n比特(48个CU)，当用DQPSK调制时n＝2，当用8DPSK调制时n＝3，当用16DAPSK调制时n＝4。当模式II时每个OFDM符号为384×n比特(12个CU)，n定义同上。当模式III时每个OFDM符号为192×n比特(6个CU)，n定义同上。当模式IV时每个OFDM符号为768×n比特(24个CU)，n定义同上。输出按DQPSK、8DPSK、16DAPSK顺序排列的分块后的数据。举一例，假设T-MMB系统传输DAB、T-DMB、T-MMB业务各一套，都为流模式，各占有一个子信道。DAB业务设为128Kbps、用DQPSK调制，1/2码率的卷积编码，保护级别为不等差错保护(UEP)3级的音频，占用1个CIF的96(0-95)个CU，；T-DMB业务设为384Kbps、用DQPSK调制，1/2码率的卷积和RS级联编码，保护级别为等差错保护(EEP)3-A的视频，占用288(96-383)个CU；T-MMB业务设为384Kbps、用8DPSK调制，1/2码率的LDPC编码，保护级别为EEP的1-C的视频，占用192(384-575)个CU。[0019]因此按照系统CU的分配和从FIC中得到的子信道信息，可以得到已编码的传输帧数据分块为：模式I时，FIC为2304×4比特，分成3个OFDM符号块，MSC中1个CIF的数据中需用DQPSK调制的数据为DAB业务的96×64＝6144比特以及T-DMB业务的288×64＝18432比特；需用8DPSK调制的数据为T-MMB业务的192×96＝18432比特。MSC中剩余未用的CU(576-863)用系统中使用过的最高阶的调制方式进行调制，则需用8DPSK调制的MSC中的比特位置为24576-70655。将已编码后的传输帧中的MSC数据的0-24575比特输入到OFDM符号分块模块进行分块，1536×2个比特分成一个OFDM符号块，现分成8个符号块；将MSC数据的24576-70655比特(8DPSK调制)输入到OFDM符号分块模块进行分块，1536×3个比特分成一个OFDM符号块，现分成10个符号块。因此得到按不同调制方式的分块后的数据。其他传输模式类似。

然后输入调制模块，包括：1.不同调制方式的数据分别输入相应的符号映射器进行符号映射：QPSK符号映射参见ETSI EN 300401中14.5.1节。8PSK符号映射如图8所示。对每个OFDM符号，3K-bit的矢量

(其中p_l，n参见ETSI EN 300401中14.4.2节)需要通过以下方式映射成K个8PSK符号： $q_{l,m}=e^{j{\mathrm{\Φ}}_{l,m}},$ m＝0，1，2，...，K-1其中K是子载波数，Φ_l，m如表1所示。表1  8PSK相位映射

Φl，m	pl，3mpl，3m+1pl，3m+2
		0	001
π/4	000
		π/2	100
3π/4	110
		π	010
5π/4	011
		3π/2	111
7π/4	101

16APSK符号映射如图9所示。对每个OFDM符号，4K-bit的矢量

需要通过以下方式映射成K个16APSK符号： $q_{l,m}={A_{l,m}e}^{j{\mathrm{\Φ}}_{l,m}},$ m＝0，1，2，...，K-1其中Φ_l，m表2所示，且 $A_{l,m}={\mathrm{\α}}^{p_{l,4m}}.$ 表2  16APSK相位映射

Φl，m	pl，4m+1pl，4m+2pl，4m+3
		0	001

π/4	000
		π/2	100
3π/4	110
		π	010
5π/4	011
		3π/2	111
7π/4	101

2.频率交织

频率交织是将QPSK/8PSK/16APSK符号按照特定的顺序进行星座点映射，不同的传输模式有不同的交织规则，公式如下：y_l，k＝q_l，k，l＝2，3，4，L，L；k＝F(n)。具体见ETSI EN 300401。3.差分调制

由相位参考符号生成器生成PRS信号，作为传输帧的第二个OFDM符号，为后续OFDM符号进行差分调制提供参考相位，表达式如下：

的值通过公式

得到，相关参数可具体见ETSI EN 300401。

8DPSK差分调制在相邻的两个OFDM符号的同个子载波上进行(即时域差分)，按如下公式进行：z_l，k＝z_i-1，kgy_l，k，l＝2，3，4，...，L，-K/2≤k≤K/2其中z_l-1，k表示第l-1个OFDM符号的第k个子载波的差分调制信号，y_l，k表示频域交织后的第l个OFDM符号的第k个子载波的映射信号。

16DAPSK是差分幅度与相位相结合调制方案，其幅度与相位分别独立进行差分调制。其幅度按2DASK进行调制，相位按8DPSK进行调制。差分调制在相邻的两个OFDM符号的同个子载波上进行，按如下公式进行： $z_{l-1,k}=R_L\·{\mathrm{\α}}^{p_{l-\mathrm{1,4}k}^{\′}}\·e^{j{\mathrm{\Φ}}_{l-1,k}^{\′}}$

l＝2，3，4，...，L，-K/2≤k≤K/2其中α＞1是比例因子；R_L表示16DAPSK的内环幅度；p′_l-1，4k，p′_l，4k表示频域交织后的映射符号所对应的幅度比特；Φ′_l-1，k，Φ′_l，k表示频域交织后的相位信息。

最终输出不同调制方式的已调数据。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种在地面移动多媒体广播系统中使用多种调制方式的方法，该地面移动多媒体广播T-MMB系统兼容数字音频广播DAB，其特征在于，该方法包括：

根据调制方式调整主业务信道MSC中子信道数据的排列；

在MSC中按调制方式DQPSK、8DPSK、16DAPSK排列各子信道的数据；相同调制方式的子信道数据顺序排列；不同调制方式的子信道的起始位置Start Address在不同传输模式下应与相应的正交频分复用OFDM符号块块长的整数倍对齐，不足部分填0；MSC的公共交织帧CIF中未分配的容量单元CU按前一个子信道中的CU采用的调制方式进行排列和调制；

根据传输模式和快速信息信道FIC中的业务类型、子信道组织、T-MMB业务调制方式的指示，对已编码的传输帧数据进行OFDM符号分块；

符号分块需要的传输模式信息从T-MMB系统的信号群传输接口ETI传输帧的帧描述区域FC中的模式标识MID字段得到；

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区分是DAB、T-DMB还是T-MMB业务，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；

根据FIC中FIG类型0扩展1－FIG0/1，以及有FIG类型0扩展15－FIG0/15时的FIG0/15中子信道的起始位置Start Address和大小的指示，计算出需用DQPSK调制的子信道的比特位置和数量；如有用8DPSK调制的子信道，则根据FIG0/15中的子信道起始位置和大小计算出子信道的比特位置和数量；如有用16DAPSK调制的子信道，则根据FIG0/15中的子信道起始位置和大小计算出子信道的比特位置和数量；

根据传输模式和调制方式对传输帧数据分别进行OFDM符号分块和重组，OFDM符号的块长与传输模式和调制方式有关；FIC的数据用DQPSK调制，单独分块；MSC中的已凑成块长整数倍的3种调制方式的数据按调制方式分别分块；

对按调制方式排列的分块后的数据分别进行QPSK、8PSK、16APSK符号映射；映射后的数据根据不同的传输模式进行频率交织；交织后的数据以相位参考符号PRS为基准进行差分调制，从而实现DQPSK、8DPSK、16DAPSK调制。

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