CN101257362B - 基于td-scdma网络的广播业务外部前向纠错编码装置和方法 - Google Patents

基于td-scdma网络的广播业务外部前向纠错编码装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置和方法，通过额外引入外码保护以进一步降低系统误比特率。其技术方案为：本发明的装置包括：一信源编码单元，对移动电视广播业务进行图像和语音的编码；一外码编码单元，连接信源编码单元，对传输信息数据包进行Reed-Solomon编码以校正传输错误；一外交织单元，连接外码编码单元，交织Reed-Solomon编码后的数据以使发生错误的字节随机化；一传输信道复接单元，连接外交织单元，将Reed-Solomon编码和外交织后的数据经传输信道复接后映射到物理码道上发送。本发明应用于TD-SCDMA网络上的广播业务外部前向纠错编码领域。

Description

基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置和方法
技术领域
本发明涉及一种编码装置和方法，尤其涉及一种在TD-SCDMA网络中针对广播电视业务的编码装置和方法。
背景技术
3GPP的第三代移动通信标准包含FDD、TDD HCR和TDD LCR这三个标准，其中FDD又称WCDMA，TDD LCR又称TD-SCDMA。TD-SCDMA作为中国的3G标准，核心技术主要集中在智能天线、动态信道分配、上下行业务的不对称配置和多用户检测的接收机技术等方面。TD-SCDMA可以同频组网，同时又是码源受限的通信系统，比干扰受限的WCDMA有着更好的频谱利用率。
TD-SCDMA的组网方式主要包括异频组网、1.6M同频组网、5M同频组网这三种组网方式。在异频组网下邻近小区之间的多址是靠频分多址来实现的，其频谱利用率最低。1.6M同频组网就是任何一个1.6MHz的无线带宽可以被任何小区使用，其同频干扰非常强，需要引入复杂的同频算法来实现接收，此时频谱利用率最高，是严格意义上的完全同频组网。而5M同频组网是基于N频点架构来实现，是前两者的折中，该方案中承载PCCPCH、SCCPCH等公共控制信道的主频点TS0时隙以及DwPTS时隙都是采用异频方式，而一般用来承载用户业务信息的TS1～TS6时隙采用完全同频的方式，此时系统必须采用智能天线技术和动态信道分配技术来降低可能存在的强同频干扰。
上述这些组网方式主要用来实现移动用户诸如话音、数据业务等通信相关的需求，不适合做广播业务。为了实现诸如手机电视这样的移动广播业务，现已提出一种可以附加在普通TD-SCDMA网络上、实现移动电视广播的单频网络系统。该单频网络系统附加在TD-SCDMA网络上，通过某些频点或部分时隙使用单频发射和接收方案，实现移动电视广播业务。此时，从移动通信视角来看，TD-SCDMA网络仍然是一般的3G移动通信网络，存在位置区、注册区和路由区等概念；从移动电视广播业务的角度来看，此时整个TD-SCDMA网络实现电视业务的分布式发射，不再存在位置区、注册区、路由区等概念，移动终端不关心某个具体的基站发射，而是综合利用可识别的全部基站发射的信号进行分集的广播信号接收。
一般地，移动通信网络的误块率(BLER)大致在10-2到10-3之间，对应的误比特率(BER)在10-4到10-5之间，而无论移动电视广播采用264还是AVS图像编码标准，10-4到10-5这样的误比特率显然太大。需进一步降低系统的误比特率，以便达到一般图像解码所要求的10-8到10-9的误比特率。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置和方法，通过额外引入外码保护以进一步降低系统误比特率。
本发明的技术方案为：一种基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，包括：
一信源编码单元，对移动电视广播业务进行图像和语音的编码；
一外码编码单元，连接该信源编码单元，对传输信息数据包进行Reed-Solomon编码以校正传输错误；
一外交织单元，连接该外码编码单元，交织Reed-Solomon编码后的数据以使发生错误的字节随机化；
一传输信道复接单元，连接该外交织单元，将Reed-Solomon编码和外交织后的数据经传输信道复接后映射到物理码道上发送。
上述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，其中，该外码编码单元所采用的Reed-Solomon编码为RS(255，239，t＝8)截短后的(204，188，t＝8)码，即将188个字节的传输信息包经Reed-Solomon编码后形成204个字节的Reed-Solomon码。
上述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，其中，该外交织单元按字节对数据进行交织。
上述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，其中，该外交织单元的交织算法为卷积交织或块交织。
上述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，其中，该传输信道复接单元的传输信道参数配置为：
传输块大小：408比特；
传输块个数：5、6、7、8；
TFCI：0→5×408、1→6×408、2→7×408、3→8×408；
CRC校验：16比特；
信道编码方式：1/3Turbo编码；
物理码道资源：一个时隙的16个RU；
打孔限：55％；
TTI：20毫秒。
上述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，其中，该传输信道复接单元的传输信道参数配置为：
传输块大小：204比特；
传输块个数：10、11、12、13、14、15、16；
TFCI：0→10×204、1→11×204、2→12×204、3→13×204、4→14×204、5→15×204、6→16×204；
CRC校验：0比特；
信道编码方式：1/3Turbo编码；
物理码道资源：一个时隙的16个RU；
打孔限：55％；
TTI：80毫秒。
基于上述的前向纠错编码装置，本发明还提供了一种基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，包括：
信源编码，对移动电视广播业务进行图像和语音的编码；
外码编码；对传输信息数据包进行Reed-Solomon编码以校正传输错误；
外交织，交织Reed-Solomon编码后的数据以使发生错误的字节随机化；
传输信道复接，将Reed-Solomon编码和外交织后的数据经传输信道复接后映射到物理码道上发送。
上述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，其中，外码编码过程中所采用的Reed-Solomon编码为RS(255，239，t＝8)截短后的(204，188，t＝8)码，即将188个字节的传输信息包经Reed-Solomon编码后形成204个字节的Reed-Solomon码。
上述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，其中，外交织按字节对数据进行交织。
上述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，其中，外交织算法为卷积交织或块交织。
上述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，其中，传输信道复接中的传输信道参数配置为：
传输块大小：408比特；
传输块个数：5、6、7、8；
TFCI：0→5×408、1→6×408、2→7×408、3→8×408；
CRC校验：16比特；
信道编码方式：1/3Turbo编码；
物理码道资源：一个时隙的16个RU；
打孔限：55％；
TTI：20毫秒。
上述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，其中，传输信道复接中的传输信道参数配置为：
传输块大小：204比特；
传输块个数：10、11、12、13、14、15、16；
TFCI：0→10×204、1→11×204、2→12×204、3→13×204、4→14×204、5→15×204、6→16×204；
CRC校验：0比特；
信道编码方式：1/3Turbo编码；
物理码道资源：一个时隙的16个RU；
打孔限：55％；
TTI：80毫秒。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明通过对传输信息包进行Reed-Solomon编码，再通过交织处理使得发生错误的字节尽量随机化，最后经传输信道复接映射到物理码道上发送。对比现有系统的误比特率，采用本发明的系统的误比特率大大降低。
附图说明
图1是本发明的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置的一个较佳实施例的原理图。
图2是本发明的卷积交织单元和解卷积交织单元的组合图。
图3是本发明的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法的一个较佳实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1示出了本发明的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置的一个较佳实施例的原理。请参见图1，该装置主要包括：信源编码单元102、外码编码单元104、外交织单元106和传输信道复接单元108。
信源编码单元102对应移动电视广播业务，一般多采用264或AVS等图像编码技术以及ACC plus等语音编码技术。外码编码单元104连接信源编码单元102，将传输信息包进行Reed-Solomon编码，以校正传输中的错误。Reed-Solomon编码是基于块的编码方案，对接收部分提供纠错能力，对移动通信应用中的突发错误提供了稳健性，确保了在一个数据块中出现几个比特错误时仍可连续传输数据。例如，采用RS(255，239，t＝8)截短后的(204，188，t＝8)码，就是将188个字节的传输信息包经过Reed-Solomon编码，形成204个字节的Reed-Solomon码。也即，每个RS数据块为204个字节，RS数据尺寸为188个字节，携带了16个字节的校验位，最多能纠正8个字节的离散随机错误。RS(255，239，t＝8)码生成多项式为：g(x)＝(x+q0)(x+q1)(x+q2)...(x+q15)，这里q＝2；域生成多项式为：p(x)＝x8+x4+x3+x2+1。
外交织单元106连接外码编码单元104，按字节来交织Reed-Solomon编码后的数据，以使发生错误的字节随机化。外交织单元106可采用块交织或卷积交织的算法。其中卷积交织通过有效分散数据结构中不同数量的字节来打乱连续的字节群，使突发错误分散开，以便纠错解码，恢复正确数据。请同时参见图2，以卷积交织为例说明了发射端的交织处理以及接收端的解交织处理。卷积交织器单元202实现对外码编码后的数据进行交织操作，而解卷积交织器实现对来自TD-SCDMA接收机用户信息进行解交织操作，将无线信道原因带来的连续错误尽量随机化。卷积交织器单元202内部是一组先进先出寄存器206，第一条分支无需这样的存储器，第二条分支需要17个字节的存储器，第三条分支需要2×17个字节的存储器......第L条分支需要(L-1)×17个字节的存储器。而在解码这一端刚好相反，第一条分支需要(L-1)×17个字节的存储器，第二条分支需要(L-2)×17个字节的存储器......第L条分支无需这样的存储器。在L＝12或24的情况下，当传输速率为160kbps时对应的交织深度大致为120ms或240ms。
传输信道复接单元108连接外交织单元106，将Reed-Solomon编码和外交织后的数据传输信道复接后映射到物理码道上发送。下面是传输信道复接的两个例子。
实例一：
传输块大小(TB Size)：408比特；
传输块个数(TB Block)：5、6、7、8；
TFCI(传输格式组合指示)：0→5×408、1→6×408、2→7×408、3→8×408；
CRC校验(CRC Check)：16比特；
信道编码方式(Channel Coding)：1/3Turbo编码；
物理码道资源(Physical Code Resource)：一个时隙的16个RU(Resource Unit，单位资源)；
打孔限(Puncture Limit)：55％；
TTI(发送时间间隔)：20毫秒。
实例二：
传输块大小(TB Size)：204比特；
传输块个数(TB Block)：10、11、12、13、14、15、16；
TFCI(传输格式组合指示)：0→10×204、1→11×204、2-→12×204、3→13×204、4→14×204、5→15×204、6→16×204；
CRC校验(CRC Check)：0比特；
信道编码方式(Channel Coding)：1/3Turbo编码；
物理码道资源(Physical Code Resource)：一个时隙的16个RU(Resource Unit，单位资源)；
打孔限(Puncture Limit)：55％；
TTI(发送时间间隔)：80毫秒。
根据上述的广播业务外部前向纠错编码装置，本发明还提供了一种基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法。请参见图3，下面是对该前向纠错编码方法中各步骤的详细描述。
步骤S1：信源编码。对移动电视广播业务进行图像和语音的编码，一般多采用264或AVS等图像编码技术以及ACC plus等语音编码技术。
步骤S2：外码编码。对传输信息数据包进行Reed-Solomon编码以校正传输错误。
例如采用RS(255，239，t＝8)截短后的(204，188，t＝8)码，就是将188个字节的传输信息包经过RS编码，形成204个字节的RS码，该码最多能纠正8个字节的离散随机错误。RS(255，239，t＝8)码生成多项式为：g(x)＝(x+q0)(x+q1)(x+q2)...(x+q15)，这里q＝2；域生成多项式为：p(x)＝x8+x4+x3+x2+1。
步骤S3：外交织。采用块交织或卷积交织的方式按字节将RS编码后的数据做交织处理以使发生错误的字节随机化。
其中卷积交织通过有效分散数据结构中不同数量的字节来打乱连续的字节群，使突发错误分散开，以便纠错解码，恢复正确数据。卷积交织以及解卷积交织的处理实例请参见图2所示，通过在各个分支上设置不同存储容量的先进先出寄存器来完成卷积交织及其解码的工作。
步骤S4：传输信道复接。将RS编码和外交织后的数据经传输信道复接后映射到物理码道上发送。
传输信道复接的两个实例与图1实施例的传输信道复接单元108的实现方式相同，在此不再赘述。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (12)

1.一种基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，包括：
一信源编码单元，对移动电视广播业务进行图像和语音的编码；
一外码编码单元，连接该信源编码单元，对传输信息数据包进行Reed-Solomon编码以校正传输错误；
一外交织单元，连接该外码编码单元，交织Reed-Solomon编码后的数据以使发生错误的字节随机化；
一传输信道复接单元，连接该外交织单元，将Reed-Solomon编码和外交织后的数据经传输信道复接后映射到物理码道上发送。
2.根据权利要求1所述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，其特征在于，该外码编码单元所采用的Reed-Solomon编码为RS(255，239，t＝8)截短后的(204，188，t＝8)码，即将188个字节的传输信息包经Reed-Solomon编码后形成204个字节的Reed-Solomon码。
3.根据权利要求1所述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，其特征在于，该外交织单元按字节对数据进行交织。
4.根据权利要求1所述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，其特征在于，该外交织单元的交织算法为卷积交织或块交织。
5.根据权利要求1所述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，其特征在于，该传输信道复接单元的传输信道参数配置为：
传输块大小：408比特；
传输块个数：5、6、7、8；
TFCI：0→5×408、1→6×408、2→7×408、3→8×408；
CRC校验：16比特；
信道编码方式：1/3Turbo编码；
物理码道资源：一个时隙的16个RU；
打孔限：55％；
TTI：20毫秒。
6.根据权利要求1所述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码装置，其特征在于，该传输信道复接单元的传输信道参数配置为：
传输块大小：204比特；
传输块个数：10、11、12、13、14、15、16；
TFCI：0→10×204、1→11×204、2→12×204、3→13×204、4→14×204、5→15×204、6→16×204；
CRC校验：0比特；
信道编码方式：1/3Turbo编码；
物理码道资源：一个时隙的16个RU；
打孔限：55％；
TTI：80毫秒。
7.一种基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，包括：
信源编码，对移动电视广播业务进行图像和语音的编码；
外码编码；对传输信息数据包进行Reed-Solomon编码以校正传输错误；
外交织，交织Reed-Solomon编码后的数据以使发生错误的字节随机化；
传输信道复接，将Reed-Solomon编码和外交织后的数据经传输信道复接后映射到物理码道上发送。
8.根据权利要求7所述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，其特征在于，外码编码过程中所采用的Reed-Solomon编码为RS(255，239，t＝8)截短后的(204，188，t＝8)码，即将188个字节的传输信息包经Reed-Solomon编码后形成204个字节的Reed-Solomon码。
9.根据权利要求7所述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，其特征在于，外交织按字节对数据进行交织。
10.根据权利要求7所述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，其特征在于，外交织算法为卷积交织或块交织。
11.根据权利要求7所述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，其特征在于，传输信道复接中的传输信道参数配置为：
传输块大小：408比特；
传输块个数：5、6、7、8；
TFCI：0→5×408、1→6×408、2→7×408、3→8×408；
CRC校验：16比特；
信道编码方式：1/3Turbo编码；
物理码道资源：一个时隙的16个RU；
打孔限：55％；
TTI：20毫秒。
12.根据权利要求7所述的基于TD-SCDMA网络的广播业务外部前向纠错编码方法，其特征在于，传输信道复接中的传输信道参数配置为：
传输块大小：204比特；
传输块个数：10、11、12、13、14、15、16；
TFCI：0→10×204、1→11×204、2→12×204、3→13×204、4→14×204、5→15×204、6→16×204；
CRC校验：0比特；
信道编码方式：1/3Turbo编码；
物理码道资源：一个时隙的16个RU；
打孔限：55％；
TTI：80毫秒。
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