CN101383805B - 具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，它包括：1)将输入数据比特流在频域上形成FFT数据块；2)经IFFT将FFT数据块变换为时域离散数据样值块；3)将循环前缀作为保护间隔插入到时域离散数据样值块形成时域循环前缀离散数据样值块；4)连续4个时域循环前缀离散数据样值块形成帧体；5)将训练序列作为复数训练序列实部序列、将业务指标序列作为复数训练序列虚部序列构成时域复数训练序列离散样值块；6)将时域复数训练序列离散样值块(帧头)插入到帧体形成信号帧；7)用平方根升余弦滚降滤波器对信号帧脉冲成形；8)将基带信号上变频至载波上。该方法同步时间短、抗信道衰落、可控多业务。
Description
技术领域
本发明属于无线通信领域，更具体地涉及一种具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法。
背景技术
目前，地面电视广播已从模拟逐渐向数字化方向发展。数字电视地面广播传输系统，作为数字电视地面广播的重要组成部分，其相关技术的发展，与人们的生活质量息息相关，并因此受到了人们格外的广泛关注。数字电视地面广播相关技术及其相关产业是通信与计算机领域内发展较快，市场前景较好的产业。在数字电视地面广播相关技术上，目前各国关注的重点是，如何为复杂波传环境下的数字电视地面广播提供低成本的可靠高速移动的实现方案。数字电视地面广播发射机调制技术是数字电视地面广播系统的关键技术，对于整个系统性能起着决定性的作用，是大家重点研究的对象。
由于数字信号处理技术和集成电路技术的飞速发展，正交频分复用(OFDM)技术的系统实现变得越来越容易。因OFDM多载波传输技术具有结构简单，频谱利用率高，可以抗频率选择性和信道时变等诸多优点而倍受大家的关注并得到深入的研究和在Xdsl、宽带移动通信、宽带无线局域网、数字电视地面广播等诸多领域中的广泛应用。
在实际通信环境中，数字电视地面广播通信系统性能受到同步时间、时钟抖动、信道衰落、信道干扰等因素的影响。发射机调制方法是实现可靠数字电视地面广播的关键技术。
利用数字电视地面广播传输系统提供无偿电视广播、有偿电视广播、保密信息传输、多媒体增值服务等可控制多业务是新一代数字电视地面广播传输系统满足社会需求的体现。
正是基于以上背景，本发明针对实际通信环境提出一种具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，可以满足高数据率可控制多业务数字电视地面广播传输的需要。
欲对专利背景作更深入的了解可参考以下文献资料：
R.V.Nee，R.Prasad.“OFDM for wireless multimedia communications”.Boston：Artech House，2000.
M.Speth，S.Fechtel，G.Fock，and H.Meyr.“Optimum receiver design forOFDM-based broadband transmission-Part II：A case study，”IEEE Trans.Commun.，vol.49，pp.571-578，April 2001.
Y.Wu，S.Hirakawa，U.H.Reimers，and J.Whitaker.“Overview of digitaltelevision development，”Proceedings of the IEEE，Special Issue on GlobalDigital Television：Technology and Emerging Services，pp.8-21，Jan.2006.
M.S.Richer，G.Reitmeier，T.Gurley，G.A.Jones，J.Whitaker，and R.Rast.“The ATSC digital television system，”Proceedings of the IEEE，Special Issue on Global Digital Television：Technology and EmergingServices，pp.37-43，Jan.2006.
U.Ladebusch and C.A.Liss.“Terrestrial DVB(DVB-T)：A broadcasttechnology for stationary portable and mobile use，”Proceedings of theIEEE，Special Issue on Global Digital Television：Technology and EmergingServices，pp.183-194，Jan.2006.
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发明内容
本发明针对高数据率可控制多业务数字电视地面广播提出了一种具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法。
本发明提出的一种具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，其特征在于它包括下列步骤：
1)数字电视地面广播发射机将自己的输入数据比特流在频域上形成FFT数据块，FFT表示快速离散傅立叶变换，FFT数据块的长度数值上等于符号个数为K；
2)数字电视地面广播发射机采用IFFT将FFT数据块变换为时域的离散数据样值块，IFFT表示快速离散傅立叶反变换；
3)数字电视地面广播发射机将循环前缀作为保护间隔插入到时域的离散数据样值块，形成时域循环前缀离散数据样值块，循环前缀的长度为C，时域循环前缀离散数据样值块的长度为K+C；
4)数字电视地面广播发射机将连续的4个时域循环前缀离散数据样值块形成帧体，帧体的长度为L，L＝4×(K+C)；
5)数字电视地面广播发射机将训练序列作为复数训练序列的实部序列、将业务指标序列作为复数训练序列的虚部序列，在时域上构成复数训练序列的离散样值块，训练序列、业务指标序列、复数训练序列的离散样值块的长度都为X，训练序列、业务指标序列具有伪随机特性并且训练序列、业务指标序列相互之间具有正交性；
6)数字电视地面广播发射机将时域上构成的复数训练序列的离散样值块作为帧头插入到帧体，以形成信号帧；
7)数字电视地面广播发射机采用平方根升余弦滚降滤波器对信号帧的信号脉冲成形；
8)数字电视地面广播发射机将基带信号上变频至载波上。
按照上述的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，其特征在于：数字电视地面广播发射机的信号帧中具有时域复数训练序列离散样值块；数字电视地面广播发射机的训练序列的长度(符号个数)X为512，相对应的FFT数据块的长度(符号个数)K(子载波数)为1024，相对应的子载波的频率间隔分别为8KHz，相对应的循环前缀长度C为FFT数据块长度K大小的1/16；数字电视地面广播发射机的训练序列、业务指标序列由一系列的1或-1组成，具有伪随机特性；数字电视地面广播发射机的训练序列、业务指标序列相互之间具有正交性；数字电视地面广播发射机的各个不同的业务指标序列包含着并且唯一表达着数字电视地面广播发射机的各系统参数和业务模式信息。
本发明的特点：
本发明是一种时域频域混合的调制方案。数字电视地面广播发射机的信号帧中具有时域复数训练序列离散样值块，数字电视地面广播发射机的训练序列、业务指标序列具有伪随机特性，数字电视地面广播发射机的训练序列、业务指标序列相互之间具有正交性，数字电视地面广播发射机将时域上构成的复数训练序列的离散样值块(作为帧头)插入到帧体而形成信号帧，这些保证了数字电视地面广播发射机可以实现快速准确的帧同步、频率同步、时间同步、信道传输特性估计、以及对相位噪声和信道传输特性进行可靠跟踪。将循环前缀作为保护间隔插入到时域的离散数据样值块以形成时域循环前缀离散数据样值块，可以减少时域复数训练序列离散样值块、相邻时域循环前缀离散数据样值块相互之间的干扰影响。将连续的4个时域循环前缀离散数据样值块形成帧体可以提高数字电视地面广播系统的效率。数字电视地面广播发射机的各个不同的业务指标序列包含着并且唯一表达着数字电视地面广播发射机的各系统参数和业务模式信息，可以使得数字电视地面广播传输系统能够提供无偿电视广播、有偿电视广播、保密信息传输、多媒体增值服务等可控制多业务，满足社会需求。本发明的调制方法具有同步时间短、时钟抖动小、抗信道衰落、抗信道干扰、可以提供高数据率可控制多业务数字电视地面广播传输等诸多优点。
附图说明
图1是按照本发明的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法的某个发射机的实施例示意图。
图2是按照本发明的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法的某个发射机形成信号帧的实施例示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
按照本发明提出的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法的某个发射机的实施例，如图1所示，按下列步骤进行：
1)数字电视地面广播发射机将自己的输入数据比特流在频域上形成FFT数据块(FFT数据块的长度(符号个数)为K，K取1024，相对应的子载波的频率间隔取8KHz)；
2)数字电视地面广播发射机采用IFFT(快速离散傅立叶反变换)将FFT数据块变换为时域的离散数据样值块；
3)数字电视地面广播发射机将循环前缀(循环前缀的长度为C)作为保护间隔插入到时域的离散数据样值块，形成时域循环前缀离散数据样值块(时域循环前缀离散数据样值块的长度为(K+C)，C取FFT数据块长度K大小的1/16)；
4)数字电视地面广播发射机将连续的4个时域循环前缀离散数据样值块形成帧体(帧体的长度为L，L＝4×(K+C))；
5)数字电视地面广播发射机将训练序列作为复数训练序列的实部序列、将业务指标序列作为复数训练序列的虚部序列，在时域上构成复数训练序列的离散样值块(训练序列、业务指标序列、复数训练序列的离散样值块的长度都为X，X取512)，训练序列、业务指标序列具有伪随机特性并且训练序列、业务指标序列相互之间具有正交性；
6)数字电视地面广播发射机将时域上构成的复数训练序列的离散样值块(作为帧头)插入到帧体，以形成信号帧；
7)数字电视地面广播发射机采用平方根升余弦滚降滤波器对信号帧的信号脉冲成形；
8)数字电视地面广播发射机将基带信号上变频至载波上。
按照本发明的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法的某个发射机形成信号帧的实施例，如图2所示，具体实施如下：
该某个数字电视地面广播发射机将自己的输入数据比特流在频域上形成FFT数据块，再经IFFT将其变换为时域的离散数据样值块。
FFT数据块由子载波组成。FFT数据块的长度(符号个数)为K；FFT数据块的长度K(子载波数)取1024，相对应的子载波的频率间隔取8KHz。
该某个数字电视地面广播发射机将循环前缀(循环前缀的长度为C)作为保护间隔插入到时域的离散数据样值块，形成时域循环前缀离散数据样值块(时域循环前缀离散数据样值块的长度为(K+C)，C取FFT数据块长度K大小的1/16)。
该某个数字电视地面广播发射机将连续的4个时域循环前缀离散数据样值块形成帧体(帧体的长度为L，L＝4×(K+C)。
该某个数字电视地面广播发射机将训练序列作为复数训练序列的实部序列、将业务指标序列作为复数训练序列的虚部序列，在时域上构成复数训练序列的离散样值块。训练序列、业务指标序列、复数训练序列的离散样值块的长度都为X，X取512。
作为数字电视地面广播发射机的训练序列、业务指标序列由一系列的1或-1组成，具有伪随机特性，并且训练序列、业务指标序列相互之间具有正交性。满足上述特征的训练序列可由作为伪随机数序列的一种特殊类型的一组移位m序列和作为正交序列的沃尔什序列、哈达玛序列或由其他方式产生的正交序列实现。
各个不同的业务指标序列包含着并且唯一表达着数字电视地面广播发射机的各系统参数和业务模式信息。
该某个数字电视地面广播发射机将时域上构成的复数训练序列的离散样值块(作为帧头)插入到帧体，以形成信号帧。
该某个数字电视地面广播发射机采用平方根升余弦滚降滤波器对信号帧的信号进行脉冲成形。对信号帧的信号进行脉冲成形的平方根升余弦滚降滤波器的滚降系数取0.05。
上面结合附图对本发明的具体实施例进行了详细说明，但本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可作出各种修改或改型。
Claims (8)
1.一种具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，其特征在于它包括下列步骤：
1)数字电视地面广播发射机将自己的输入数据比特流在频域上形成FFT数据块，FFT表示快速离散傅立叶变换，FFT数据块的长度数值上等于符号个数为K；
2)数字电视地面广播发射机采用IFFT将FFT数据块变换为时域的离散数据样值块，IFFT表示快速离散傅立叶反变换；
3)数字电视地面广播发射机将循环前缀作为保护间隔插入到时域的离散数据样值块，形成时域循环前缀离散数据样值块，循环前缀的长度为C，时域循环前缀离散数据样值块的长度为K+C；
4)数字电视地面广播发射机将连续的4个时域循环前缀离散数据样值块形成帧体，帧体的长度为L，L＝4×(K+C)；
5)数字电视地面广播发射机将训练序列作为复数训练序列的实部序列、将业务指标序列作为复数训练序列的虚部序列，在时域上构成复数训练序列的离散样值块，训练序列、业务指标序列、复数训练序列的离散样值块的长度都为X，训练序列、业务指标序列具有伪随机特性并且训练序列、业务指标序列相互之间具有正交性；
6)数字电视地面广播发射机将时域上构成的复数训练序列的离散样值块作为帧头插入到帧体，以形成信号帧；
7)数字电视地面广播发射机采用平方根升余弦滚降滤波器对信号帧的信号脉冲成形；
8)数字电视地面广播发射机将基带信号上变频至载波上。
2.按权利要求1的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，其特征在于：所述数字电视地面广播发射机的训练序列、业务指标序列、复数训练序列的离散样值块的长度数值上等于符号个数X为512。
3.按权利要求2的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，其特征在于：所述训练序列、业务指标序列具有伪随机特性。
4.按权利要求2的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，其特征在于：所述训练序列、业务指标序列相互之间具有正交性。
5.按权利要求1的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，其特征在于：所述FFT数据块由子载波组成，FFT数据块的长度数值上等于符号个数K也即子载波数为1024。
6.按权利要求1的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，其特征在于：所述FFT数据块由子载波组成，子载波的频率间隔为8KHz。
7.按权利要求1的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，其特征在于：所述作为保护间隔插入到时域的离散数据样值块的循环前缀的长度为C，C取K大小的1/16。
8.按权利要求1的具有时域训练序列的数字电视地面广播发射机调制方法，其特征在于：所述信号帧由时域上构成的复数训练序列的离散样值块作为帧头插入到连续的4个时域循环前缀离散数据样值块作为帧体而形成。
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