CN102624509A

CN102624509A - 地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法和系统

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Publication number: CN102624509A
Application number: CN2012100974048A
Authority: CN
Inventors: 沈良恒; 李立; 彭铁雁; 祝常健
Original assignee: SIQI COMMUNICATION EQUIPMENT CO Ltd GUILIN CITY
Current assignee: SIQI COMMUNICATION EQUIPMENT CO Ltd GUILIN CITY
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: CN102624509B

Abstract

本发明公开一种地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法和系统，其首先根据SCS子系统的有效比特率设计值BRSC和嵌入转换比Δ求出SCS子系统相对于MCS主系统的嵌入占用值BRMC，再把MCS主系统的OFDM数据帧和嵌入的SCS子系统数据帧，共同进行时间域信道统计复用。本发明可使现MCS主系统平稳升级到具有C/N门限值较低优势的SCS系统，在发射功率不到一半的条件下，实现原有的覆盖，实现绿色(低碳)产业。而现有设备稍加改进即可实施本法，总体性能价格比较高，便于推广。

Description

地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法和系统

技术领域

本发明涉及地面数字电视广播领域，具体涉及一种地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法和系统。

背景技术

随着地面数字电视广播(DTTB：Digital Terrestrial TelevisionBroadcasting)技术的发展，各国先后制定多种相关标准。已经形成的并被认可的数字电视地面广播传输标准可以分为两大类。一类是采用单载波系统(SCS：Single Carrier System)，即就是将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，如美国的ATSC/ATSC-MH和中国地面国标C＝1；另一类是采用多载波系统(MCS：Multi-Carrier System)，即就是将需要传输的数据流调制到多个载波上进行传送，如欧洲的DVB-T标准、DVB-T2标准、日本的ISDB-T和中国地面国标C＝3780。

多载波系统和单载波系统各自具有其自身的优势和劣势，若地面数字电视广播系统中只是采用单载波或者多载波调制技术中的一种数据帧(Data Frame)传输模式，便无法最佳的应对因为中国幅员辽阔，地貌结构差异大，城市、海滨、平原、内陆和丘陵地区对发射信号有着不同的需求，而使得地面数字电视广播系统的成本过大和频谱资源浪费。因此若能够将多载波系统和单载波系统的数据帧进行融合，便能够使得地面数字电视广播系统在单载波和多载波之间进行自由切换，以满足不同成本、不同应用环境、以及不用业务等多种需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法和系统，以实现地面数字电视广播系统可根据实际应用需要在单载波与多载波之间进行简单的切换。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法，包括如下步骤：

(1)将准备嵌入之单载波子系统的传输数据送入单载波基带处理单元中形成单载波子系统数据帧；

(2)将被嵌入多载波主系统的传输数据送入多载波基带处理单元中形成多载波主系统数据帧；

(3)根据准备嵌入之单载波子系统的业务需求，选定单载波子系统的技术模式；

(4)根据选定的单载波子系统的技术模式，通过查有效比特率参数表获得单载波子系统的对应技术模式的有效比特率SCABR；

(5)根据被嵌入多载波主系统的技术模式，查有效比特率参数表确定多载波主系统的对应技术模式的有效比特率MCABR；

(6)根据式①计算单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比Δ，

Δ＝MCABR/SCABR ①

上式中，Δ为单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比，MCABR为多载波主系统的对应技术模式的有效比特率，SCABR为单载波子系统的对应技术模式的有效比特率；

(7)根据式②计算单载波子系统数据帧有效比特率数值BRSC，

BRSC＝Δ×SCABR ②

上式中，BRSC为单载波子系统数据帧有效比特率数值，Δ为单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比，SCABR为单载波子系统的对应技术模式的有效比特率；

(8)根据式③计算单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值BRMC，

BRMC＝Δ×BRSC ③

上式中，BRMC为单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值，Δ为单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比，BRSC为单载波子系统数据帧有效比特率数值；

(9)将单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值BRMC、多载波主系统数据帧和单载波子系统数据帧并行输入到时间域信道统计复用单元中复用，时间域信道统计复用器按照单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值BRMC将单载波子系统数据帧嵌入到多载波主系统数据帧中；

(10)经过时间域信道统计复用单元复用后的数据从基带转换到中频输出。

上述方案中，所述单载波子系统为中国地面国标C＝1传输标准、ATSC传输标准或ATSC-MH传输标准。

上述方案中，所述多载波主系统为中国地面国C＝3780传输标准、DVB-T传输标准、ISDB-T传输标准或DVB-T2传输标准。

上述方案中，所述单载波主系统数据帧和多载波子系统数据帧处于相同的频段内。

上述方案中，所述步骤(9)中，单载波子系统数据帧嵌入到多载波主系统数据帧中被停掉业务所处频谱间隙处。

本发明地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的系统，包括系统本体，所述系统本体主要由单载波基带处理单元、多载波基带处理单元、嵌入计算单元、以及时间域信道统计复用单元组成；单载波基带处理单元的2路输出端，一路输出端与时间域信道统计复用单元的输入端连接，一路输出端与嵌入计算单元输入端相接；多载波基带处理单元的2路输出端，一路输出端与时间域信道统计复用单元的输入端连接，一路输出端与嵌入计算单元输入端相接；嵌入计算单元的输出端与时间域信道统计复用单元相连；

单载波基带处理单元对准备嵌入之单载波主系统的传输数据进行处理，形成单载波子系统数据帧；

多载波基带处理单元对被嵌入之多载波主系统的传输数据进行处理，形成多载波主系统数据帧；

嵌入计算单元，首先根据准备嵌入之单载波子系统的业务需求选定单载波子系统的技术模式；然后通过查表获得单载波子系统的对应技术模式的有效比特率SCABR和多载波主系统的对应技术模式的有效比特率MCABR；最后根据查表所得单载波子系统的对应技术模式的有效比特率SCABR和多载波主系统的对应技术模式的有效比特率MCABR计算单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比Δ，进而计算单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值BRMC；

时间域信道统计复用单元，首先并行接收单载波基带处理单元、多载波基带处理单元和嵌入计算单元输出的数据；然后按照单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值BRMC将单载波子系统数据帧嵌入到多载波主系统数据帧中；最后将复用后的数据基带转换到中频输出。

上述方案中，所述嵌入计算单元包括单载波子系统技术模式有效比特率查表模块、多载波主系统技术模式有效比特率查表模块、嵌入转换比计算模块、单载波子系统数据帧有效比特率计算模块、以及多载波主系统数据帧有效比特率；单载波基带处理单元的一路输出端经由单载波子系统技术模式有效比特率查表模块与嵌入转换比计算模块的一个输入端相连；多载波基带处理单元的一路输出端经由多载波子系统技术模式有效比特率查表模块与嵌入转换比计算模块的一个输入端相连；单载波子系统数据帧有效比特率计算模块的2个输入端分别连接嵌入转换比计算模块的一个输出端和单载波子系统技术模式有效比特率查表模块的另一个输出端；多载波主系统数据帧有效比特率的2个输入端分别连接嵌入转换比计算模块的一个输出端和单载波子系统数据帧有效比特率计算模块的输出端；

单载波子系统技术模式有效比特率查表模块，根据嵌入之单载波子系统的业务需求，选定单载波子系统的技术模式，并通过查有效比特率参数表获得单载波子系统的对应技术模式的有效比特率SCABR；

多载波主系统技术模式有效比特率查表模块，根据被嵌入多载波主系统的技术模式，查有效比特率参数表确定多载波主系统的对应技术模式的有效比特率MCABR；

嵌入转换比计算模块，根据公式Δ＝MCABR/SCABR计算单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比Δ；

单载波子系统数据帧有效比特率计算模块，根据公式BRSC＝Δ×SCABR计算单载波子系统数据帧有效比特率数值BRSC；

多载波主系统数据帧有效比特率，根据公式BRMC＝Δ×BRSC计算单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值BRMC。

上述方案中，所述单载波基带处理单元和多载波基带处理单元均包括随机化模块、编码模块、星座图映射与交织模块、系统信息模块、复用模块、帧体数据处理模块、帧头模块、以及组帧模块；其中随机化模块经编码模块连接星座图映射与交织模块的输入端；星座图映射与交织模块的输出端和系统信息模块的输出端连接在复用模块的2个输入端上；复用模块的输出端经帧体数据处理模块连接组帧模块在一个输入端，组帧模块的另一个输入端与帧头模块的输出端相连；组帧模块的2个输出端分别与嵌入计算单元和时间域信道统计复用单元连接。

与现有技术相比，本发明具有如下特点：

1，实现地面数字电视广播系统可根据实际应用需要在单载波与多载波之间进行简单的切换。

2，在发射功率不变的前提下，MCS主系统和SCS子系统在原发射机上发射，动用MCS主系统原占用的地面电视频谱。在本发明的方法进行合理设计时，SCS子系统的覆盖范围与MCS主系统相比，一般可保持不变或稍有扩大；

3，现有的MCS可“平稳升级”到C/N门限值较低的SCS系统；实现SCS“逐步替代”MCS，无需重建新的发射机系统，也无需动用额外的电视频道资源。这对于频率资源紧张的地区更为重要；

4，DTTB系统还可有多类“非广播应用”业务(包括数据传输业务…)。例如，充分利用大量浪费掉的“填充比特(stuffing bits)”和硬盘播放器，通过DTTB传输报纸电子版，在大屏幕广告栏和楼宇电视屏幕显示等；

5，发射系统可在现有硬件设备上稍加改进即可实施：仅需把原来的MCS调制器更换为图1的嵌入系统调制器，并增加相应数量的AVS视频编转码器；造价低廉，性能价格比较高，便于推广应用。

附图说明

图1为一种地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的系统的原理框图；

图2为中国地面国标的数据帧结构；

图3为经过时间域复用处理后得到的时域上的数据帧。

具体实施方式

参见图1，一种地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的系统，主要由单载波基带处理单元、多载波基带处理单元、嵌入计算单元、以及时间域信道统计复用单元组成；单载波基带处理单元的2路输出端，一路输出端与时间域信道统计复用单元的输入端连接，一路输出端与嵌入计算单元输入端相接；多载波基带处理单元的2路输出端，一路输出端与时间域信道统计复用单元的输入端连接，一路输出端与嵌入计算单元输入端相接；嵌入计算单元的输出端与时间域信道统计复用单元相连。

在原有的多载波主系统基带处理单元中，增加并行的、新嵌入的单载波子系统基带处理单元。所述单载波基带处理单元对准备嵌入之单载波主系统的传输数据进行处理，形成单载波子系统数据帧。所述多载波基带处理单元对被嵌入之多载波主系统的传输数据进行处理，形成多载波主系统数据帧。

在实施例中，单载波基带处理单元和多载波基带处理单元均包括随机化模块、编码模块、星座图映射与交织模块、系统信息模块、复用模块、帧体数据处理模块、帧头模块、以及组帧模块；其中随机化模块经编码模块连接星座图映射与交织模块的输入端；星座图映射与交织模块的输出端和系统信息模块的输出端连接在复用模块的2个输入端上；复用模块的输出端经帧体数据处理模块连接组帧模块在一个输入端，组帧模块的另一个输入端与帧头模块的输出端相连；组帧模块的2个输出端分别与嵌入计算单元和时间域信道统计复用单元连接。

单载波子系统和多载波主系统的基带信号处理单元可以采用实体电路进行实现，可以采用软件流程进行实现。为了能够沿用现有的设备，在本发明优选实施例中，所述单载波子系统和多载波主系统的基带信号处理单元采用软件流程实现，即在同一块处理芯片的内部嵌入有多载波主系统的基带处理组件程序和单载波子系统的基带处理组件程序。

所述嵌入计算单元，首先根据准备嵌入之单载波子系统的业务需求选定单载波子系统的技术模式；然后通过查表获得单载波子系统的对应技术模式的有效比特率SCABR和多载波主系统的对应技术模式的有效比特率MCABR；最后根据查表所得单载波子系统的对应技术模式的有效比特率SCABR和多载波主系统的对应技术模式的有效比特率MCABR计算单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比Δ，进而计算单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值BRMC。

在本实施例中，嵌入计算单元包括单载波子系统技术模式有效比特率查表模块、多载波主系统技术模式有效比特率查表模块、嵌入转换比计算模块、单载波子系统数据帧有效比特率计算模块、以及多载波主系统数据帧有效比特率；单载波基带处理单元的一路输出端经由单载波子系统技术模式有效比特率查表模块与嵌入转换比计算模块的一个输入端相连；多载波基带处理单元的一路输出端经由多载波子系统技术模式有效比特率查表模块与嵌入转换比计算模块的一个输入端相连；单载波子系统数据帧有效比特率计算模块的2个输入端分别连接嵌入转换比计算模块的一个输出端和单载波子系统技术模式有效比特率查表模块的另一个输出端；多载波主系统数据帧有效比特率的2个输入端分别连接嵌入转换比计算模块的一个输出端和单载波子系统数据帧有效比特率计算模块的输出端。在本发明中，单载波子系统数据帧有效比特率计算模块的输入端与嵌入转换比计算模块的输出端可以采用直接相连的方式；也可以如图1所示，让嵌入转换比计算模块的输入端经由单载波子系统技术模式有效比特率查表模块与单载波子系统数据帧有效比特率计算模块的输入端相连。

单载波子系统技术模式有效比特率查表模块，根据嵌入之单载波子系统的业务需求，选定单载波子系统的技术模式，并通过查有效比特率参数表获得单载波子系统的对应技术模式的有效比特率SCABR。

多载波主系统技术模式有效比特率查表模块，根据被嵌入多载波主系统的技术模式，查有效比特率参数表确定多载波主系统的对应技术模式的有效比特率MCABR。

嵌入转换比计算模块，根据公式Δ＝MCABR/SCABR计算单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比Δ。

单载波子系统数据帧有效比特率计算模块，根据公式BRSC＝Δ×SCABR计算单载波子系统数据帧有效比特率数值BRSC。

所述时间域信道统计复用单元，首先并行接收单载波基带处理单元、多载波基带处理单元和嵌入计算单元输出的数据；然后按照单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值BRMC将单载波子系统数据帧嵌入到多载波主系统数据帧中；最后将复用后的数据基带转换到中频输出。

图1给出了中国地面国标C＝3780中嵌入中国地面国标C＝1的系统组成。多载波基带信号处理和单载波基带信号处理的调制原理、交织等是完全不相同，所以它们分开进行处理，图中以实线框图601画出的是多载波数据帧基带处理方法，虚线602表示单载波数据帧基带处理方法，中国地面国标的数据帧结构如图2所示，分为四层。其中，数据帧结构的基本单元为信号帧，信号帧由帧头和帧体两部分组成。超帧定义为一组信号帧。分帧定义为一组超帧。帧结构的定层称为日帧。信号结构是周期的，并与自然时间保持同步。由多载波数据帧和单载波数据帧分别得到MCABR 603和SCABR 606，再依次求出嵌入转换比Δ604、BRSC 607和BRMC 605。然后，把多载波数据帧、单载波数据帧和BRMC一起输入到时间域复用器608完成嵌入处理。最后数据转换到中频输出，完成地面数字电视广播多载波系统中嵌入单载波系统数据帧。图3显示的是经过时间域复用处理后得到的在时域上的数据帧。

上述系统所实现的一种地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法，包括如下步骤：

(1)将准备嵌入之单载波子系统的传输数据送入单载波基带处理单元中形成单载波子系统数据帧。所述单载波子系统为中国地面国标C＝1传输标准、ATSC传输标准或ATSC-MH传输标准。

(2)将被嵌入多载波主系统的传输数据送入多载波基带处理单元中形成多载波主系统数据帧。所述多载波主系统为中国地面国C＝3780传输标准、DVB-T传输标准、ISDB-T传输标准或DVB-T2传输标准。

(3)根据准备嵌入之单载波子系统的业务需求，选定单载波子系统的技术模式。

(4)根据选定的单载波子系统的技术模式，通过查有效比特率参数表获得单载波子系统的对应技术模式的有效比特率SCABR。

(5)根据被嵌入多载波主系统的技术模式，查有效比特率参数表确定多载波主系统的对应技术模式的有效比特率MCABR。

Δ＝MCABR/SCABR ①

上式中，Δ为单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比，MCABR为多载波主系统的对应技术模式的有效比特率，SCABR为单载波子系统的对应技术模式的有效比特率。

(7)根据式②计算单载波子系统数据帧有效比特率数值BRSC，

BRSC＝Δ×SCABR ②

上式中，BRSC为单载波子系统数据帧有效比特率数值，Δ为单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比，SCABR为单载波子系统的对应技术模式的有效比特率。

BRMC＝Δ×BRSC ③

上式中，BRMC为单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值，Δ为单载波子系统嵌入多载波主系统的嵌入转换比，BRSC为单载波子系统数据帧有效比特率数值。

(9)将单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值BRMC、多载波主系统数据帧和单载波子系统数据帧并行输入到时间域信道统计复用单元中复用，时间域信道统计复用器按照单载波子系统数据帧在多载波主系统数据帧占用地面数字电视广播系统频谱资源的比值BRMC将单载波子系统数据帧嵌入到多载波主系统数据帧中。所述单载波主系统数据帧和多载波子系统数据帧处于相同的频段内。

在进行复用的过程中，单载波子系统数据帧可以直接到多载波主系统数据帧中，也可以在被嵌入的多载波主系统中抠出即停掉某些次要的业务，作为嵌入的代价，然后将单载波子系统数据帧嵌入到多载波主系统数据帧中被停掉业务所处频谱间隙处。

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明：

对于本发明而言，无论选用何种传输标准，均需要首先将准备嵌入之单载波子系统的传输数据和被嵌入多载波主系统的传输数据送入相应的基带处理单元中形成单载波子系统数据帧和多载波主系统数据帧。对不同传输标准的传输数据进行基带处理的方法可以沿用现有方法。

本发明是在已经被国际社会认可的地面数字电视广播传输标准的基础上进行，因此在表1中列出与本发明实施例相关的地面数字电视广播传输标准的具体名称、发表年代和业务内容。

表1DTTB传输相关标准一览表

根据表1，本发明的实施例可以有多种嵌入组合模式。而本发明的实施例按照所使用的电视频道带宽不同(8MHz，6MHz和7MHz)，有以下三大方面应用：

当频道带宽为8MHz时的第一大方面：第一大类：中国地面国标C＝3780主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统共4个小类：D1D3，D1D4，D2D3，D2D4。第二大类：DVB-T主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统共4个小类：B1D3，B1D4，B2D3，B2D4。第三大类：DVB-T2主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统共4个小类：B3D3，B3D4，B4D3，B4D4。

当频道带宽为6MHz时的第二大方面：第一大类：ISDB-T主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统共4个小类：C1D3，C1D4；C2D3，C2D4。第二大类：ISDB-T主系统中嵌入ATSC或ATSC-MH子系统共4个小类：C1A1，C1A2；C2A1，C2A2。第三大类：DVB-T主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统共4个小类：B1D3，B1D4；B2D3，B2D4。

当频道带宽为7MHz时的第三大方面：第一大类：DVB-T主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统共4个小类：B1D3，B1D4；B2D3，B2D4。第二大类：DVB-T2主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统共4个小类：B3D3，B3D4，B4D3，B4D4。

上述嵌入模式采用SC主系统SCS子系统”进行表示，其目的是为了简化嵌入模式的描述，从而引入符号“”：其左方是被嵌入的MCS主系统，其右方是嵌入的SCS子系统。

实施例一：

本发明给出的第一个实施例是频道带宽为8MHz时，在中国地面国标C＝3780的多载波主系统中嵌入中国地面国标C＝1的单载波子系统数据帧。

第一步：从中国地面国标的文件中摘录相关数据，如表2所示。其中第1列是本实施例命名的技术模式。第5列的上半部分就是MCABR的数值，而下半部分则是SCABR的数值。上述多载波主系统有效比特率MCABR和单载波子系统的有效比特率均是已知并预先存储在系统相应的查表模块中的。

表2地面国标C＝3780和C＝1的有关模式和参数

第二步：计算嵌入转换比Δ。从表2中查表得到每种嵌入组合模式的MCABR和SCABR数值后，就可以按照公式Δ＝MCABR/SCABR计算相应嵌入组合模式的嵌入转换比Δ，其结果汇总在表3中。

表3地面国标C＝3780中嵌入C＝1的不同模式组合之嵌入转换比一览表

第三步：具体实施中嵌入的参数设计。表3中国地面国标C＝3780的D2模式之有效比特率接近4.8Mbps。假设把它划分为2.7和2.1Mbps两个业务。如果前者采纳MPEG-2视频编码，应用于大城市的公交车移动电视业务(TV-1)。那末，现在则可动用后者的2.1Mbps，采纳嵌入模式D2D3-3(节目-1)和D2D3-1(节目-2)两种C＝1子系统，进行“升级”。

这样，图1的框图就变成1路中国地面国标C＝3780调制器(MCS主系统)和2路中国地面国标C＝1调制器(SCS子系统)，并行进入“时间域信道统计复用器”。

此外，还假设：节目-1占用8MHz频率资源的3/16，而节目-2占用其4/16。合计为7/16，原TV-1则占用9/16。因为，2.7∶2.1＝9∶7；9+7＝16。

于是，按照本发明的技术方案，可有下述典型设计：

1)节目-1采纳嵌入模式D2D3-3，以便用SCS子系统“地面国标C＝1+AVS视频编码”，实现MCS主系统“地面国标C＝3780+MPEG-2视频编码”移动电视业务的“升级”和“同播”(同时刻、完全相同的节目内容)。中国地面国标C＝1的D3-3模式如果全部占用8MHz频谱资源，其有效比特率为10.396Mbps(表2)。现在SCS子系统数据帧占用其3/16频谱资源的有效比特率为：

10.396×3/16＝1.95Mbps

这个数值就是步骤(7)的BRSC(典型设计值；见下面的说明)。而从表3可查得，D2D3-3的嵌入转换比Δ＝0.4615。于是根据步骤(8)，可得：

BRMC＝Δ·BRSC＝0.4615×1.95＝0.900Mbps

这个BRMC数值就是这个案例在MCS嵌入SCS的节目-1后，需要从原MCS的C＝3780有效比特率中“抠出”的嵌入占用值。

此项设计考虑到以下3个方面：首先，中国地面国标C＝1有良好的移动电视性能，中国地面国标C＝1的D3-3模式(有效比特率10.396Mbps)，在上海市中心、东西40km、南北40km的1，600km2范围的主要街道的大面积移动电视覆盖(共6个发射点)，接收成功率达98％。

其次，把1.95-0.25＝1.70Mbps进行AVS图像编解码(其中0.25Mbps为音频编码)，其解码图像质量有望高于2.70-0.25＝2.45Mbps的MPEG-2编解码。

再其次，在中国地面国标C＝3780MCS原有的D2模式中，嵌入新的中国地面国标C＝1的D3-3模式，可实现原TV-1(MPEG-2视频编码)之“同播”(公交车的移动电视业务完全相同的节目内容)。那末，就可逐步用新机顶盒置换旧机顶盒。在置换结束后，原TV-1占用的9/16频谱资源就可腾空而开展新业务，实现“平稳升级”而不需要动用额外的电视频谱资源。

2)节目-2采纳D2D3-1嵌入模式，实现HDTV固定接收业务。中国地面国标C＝1的D3-1模式如果全部占用8MHz频谱资源，其有效比特率25.989Mbps(表2)。现在嵌入的SCS子系统数据帧占用其4/16频谱资源的有效比特率为：

25.989×4/16＝6.50Mbps

这个数值就是步骤(7)的BRSC数值。而从表3可查得，D2D3-1的嵌入转换比Δ＝0.1846。于是，由步骤(8)可得：

BRMC＝Δ·BRSC＝0.1846×6.50＝1.200Mbps

这个BRMC数值也就是这个案例嵌入SCS的节目-2后，还需要另外从原MCS的C＝3780有效比特率中“抠出”的嵌入占用值。

考虑SCS子系统中BRSC＝6.5-0.4＝6.1Mbps用于HDTV固定接收的AVS图像编码(其中0.4Mbps为音频编码)，则可望获得较好的HDTV图像质量。

SCS C＝1子系统节目-1和节目-2的2类数据帧需要从原MCS C＝3780主系统中，总共“抠出”0.900+1.200＝2.100Mbps。这正好是原来MCSC＝3780主系统开始时的设计值。

如果在节目-1新机顶盒置换TV-1旧机顶盒没有结束前，临时需要节目-2HDTV提高其图像质量(重大活动的电视节目)，那末可对上述2部分的设计“临时进行微调”：临时增加节目-2的BRSC数值，又临时减少节目-1的BRSC数值(只需要保持总占用的频谱资源为总资源的7/16即可，也即保持两者嵌入占用值之和不变)。

3)本实施例嵌入的参数设计步骤具有以下特点：

第一、确定嵌入SCS子系统的业务需求。如上例中优先保证TV-1业务的“同播”，又要开展HDTV固定接收业务。

第二、确定适当的嵌入模式。如上例中选定D2D3-3和D2D3-1两种。

第三、确定嵌入的SCS子系统的业务需求。如上例中，要求节目-1的性能不低于“同播”的TV-1，确定其BRSC＝1.95Mbps。然后再设计节目-2的HDTV固定接收业务所需的BRSC＝6.50Mbps等。

第四、通过本发明的表格查到所采纳的特定嵌入模式(如D2D3-3和D2D3-1)的嵌入转换比Δ(如上例中，从表2可查到D2D3-3的Δ＝0.4616)。按照步骤(8)计算得出嵌入占用值BRMC。

第五、在原MCS主系统的原设计中需要“抠出”BRMC的有效比特率数值(如停掉次要的业务)，以保证顺利实现嵌入系统。

实施例二：

本发明的第二个实施例的频道带宽为8MHz时，是在DVB-T的MCS主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统数据帧。具体步骤与第一个实施例完全类似。

其中，DVB-T中嵌入中国地面国标C＝1的有关模式和关键参数在表4和表5中给出：

表4DVB-T和中国地面国标C＝1的有关模式和参数

由表4得到每种嵌入组合模式的MCABR和SCABR数值后，按照步骤(6)计算该嵌入组合模式的嵌入转换比Δ，其结果汇总在表5中。

下面的B1-1D3-1代表在MCS DVB-T的B1-1主系统中，嵌入SCS中国地面国标C＝1的D3-1子系统(B1-1和D3-1的定义见表4)。以此类推。

表5DVB-T中嵌入地面国标C＝1的不同模式组合之嵌入转换比一览表

实施例三：

本发明的第三个实施例频道带宽是8MHz时，是在DVB-T2的MCS主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统数据帧。具体步骤与第一个实施例完全类似。

其中，DVB-T2中嵌入中国地面国标C＝1的有关模式和关键参数在表6和表7中给出：

表6DVB-T2和中国地面国标C＝1的有关模式和参数

由表6得到各种种嵌入组合模式的MCABR和SCABR数值后，按照步骤(6)计算该嵌入组合模式的嵌入转换比Δ，其结果汇总在表7中。

下面的B3-1D3-1代表在MCS DVB-T的B3-1主系统中，嵌入SCS中国地面国标C＝1的D3-1子系统(B3-1和D3-1的定义见表6)。以此类推。

表7DVB-T2和中国地面国标C＝1的不同模式组合的嵌入转换比一览表

实施例四：

本发明的第四个实施例频道带宽是6MHz，是在ISDB-T的MCS主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统数据帧。具体步骤与第一个实施例完全类似。

其中，DVB-T2中嵌入中国地面国标C＝1的有关模式和关键参数在表8和表9中给出：

表8ISDB-T和中国地面国标C＝1(6MHz)的有关模式和参数

由表8得到各种嵌入组合模式的MCABR和SCABR数值后，按照步骤(6)计算该嵌入组合模式的嵌入转换比Δ，其结果汇总在表9中。

下面的C1-1D3-1代表在MCS ISDB-T的C1-1主系统中，嵌入SCS中国地面国标C＝1的D3-1子系统(C1-1和D3-1的定义见表8)。以此类推。

表9ISDB-T和中国地面国标C＝1的不同模式组合的嵌入转换比一览表

实施例五：

本发明第五个实施例频道带宽是6MHz时，是在ISDB-T的MCS主系统中嵌入ATSC或ATSC-MH SCS子系统数据帧。具体步骤与第一个实施例完全类似。

其中，ISDB-T中嵌入ATSC或ATSC-MH SCS子系统数据帧有关模式和关键参数在表10和表11中给出：

表10ISDB-T和ATSC/ATSC-MH的有关模式和参数

由表10得到每种嵌入组合模式的MCABR和SCABR数值后，可按步骤(6)计算该嵌入组合模式的嵌入转换比Δ，其结果汇总在表11中。

下面的C1-1A1代表在MCS ISDB-T的C1-1主系统中，嵌入SCS ATSC的A-1子系统(C1-1和A1的定义见表10)。以此类推。

表11ISDB-T和ATSC/ATSC-MH的不同模式组合的嵌入转换比一览表

实施例六：

本发明第六个实施例频道带宽是6MHz时，是在DVB-T的MCS主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统数据帧。具体步骤与第一个实施例完全类似。

其中，DVB-T中嵌入中国地面国标C＝1子系统数据帧有关模式和关键参数在表12和表13中给出：

表12DVB-T和中国地面国标C＝1的有关模式和参数

由表12得到每种嵌入组合模式的MCABR和SCABR数值后，可按步骤(6)计算该嵌入组合模式的嵌入转换比Δ，其结果汇总在表13中。

下面的B5-1D3-1代表在MCS DVB-T的B5-1主系统中，嵌入SCS中国地面国标C＝1的D3-1子系统(B5-1和D3-1的定义见表12)。以此类推。

表13DVB-T中嵌入地面国标C＝1的不同模式组合之嵌入转换比一览表

实施例七：

本发明第七个实施例频道带宽是7MHz时，是在DVB-T的MCS主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统数据帧。具体步骤与第一个实施例完全类似。

其中，DVB-T中嵌入中国地面国标C＝1子系统数据帧有关模式和关键参数在表14和表15中给出：

表14DVB-T和中国地面国标C＝1的有关模式和参数

由表14得到每种嵌入组合模式的MCABR和SCABR数值后，可按步骤(6)计算该嵌入组合模式的嵌入转换比Δ，其结果汇总在表15中。

下面的B5-1D3-1代表在MCS DVB-T的B5-1主系统中，嵌入SCS中国地面国标C＝1的D3-1子系统(B5-1和D3-1的定义见表14)。以此类推。

表15DVB-T中嵌入地面国标C＝1的不同模式组合之嵌入转换比一览表

实施例八：

本发明的第八个实施例频道带宽是7MHz时，是在DVB-T2的MCS主系统中嵌入中国地面国标C＝1子系统数据帧。具体步骤与第一个实施例完全类似。

其中，DVB-T2中嵌入中国地面国标C＝1的有关模式和关键参数在表16和表17中给出：

表16DVB-T2和中国地面国标C＝1的有关模式和参数

由表16得到各种种嵌入组合模式的MCABR和SCABR数值后，按照步骤(6)计算该嵌入组合模式的嵌入转换比Δ，其结果汇总在表17中。

下面的B3-1D3-1代表在MCS DVB-T的B3-1主系统中，嵌入SCS中国地面国标C＝1的D3-1子系统(B3-1和D3-1的定义见表16)。以此类推。

表17DVB-T2和中国地面国标C＝1的不同模式组合的嵌入转换比一览表

上述各种实施案例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例；本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法，其特征是包括如下步骤：

Δ＝MCABR/SCABR ①

(7)根据式②计算单载波子系统数据帧有效比特率数值BRSC，

BRSC＝Δ×SCABR ②

BRMC＝Δ×BRSC ③

2.根据权利要求1所述的地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法，其特征是：所述单载波子系统为中国地面国标C＝1传输标准、ATSC传输标准或ATSC-MH传输标准。

3.根据权利要求1所述的地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法，其特征是：所述多载波主系统为中国地面国C＝3780传输标准、DVB-T传输标准、ISDB-T传输标准或DVB-T2传输标准。

4.根据权利要求1所述的地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法，其特征是：所述单载波主系统数据帧和多载波子系统数据帧处于相同的频段内。

5.根据权利要求1所述的地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的方法，其特征是：所述步骤(9)中，单载波子系统数据帧嵌入到多载波主系统数据帧中被停掉业务所处频谱间隙处。

6.地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的系统，包括系统本体，其特征是：所述系统本体主要由单载波基带处理单元、多载波基带处理单元、嵌入计算单元、以及时间域信道统计复用单元组成；单载波基带处理单元的2路输出端，一路输出端与时间域信道统计复用单元的输入端连接，一路输出端与嵌入计算单元输入端相接；多载波基带处理单元的2路输出端，一路输出端与时间域信道统计复用单元的输入端连接，一路输出端与嵌入计算单元输入端相接；嵌入计算单元的输出端与时间域信道统计复用单元相连；

7.根据权利要求6所述的地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的系统，其特征是：所述嵌入计算单元包括单载波子系统技术模式有效比特率查表模块、多载波主系统技术模式有效比特率查表模块、嵌入转换比计算模块、单载波子系统数据帧有效比特率计算模块、以及多载波主系统数据帧有效比特率；单载波基带处理单元的一路输出端经由单载波子系统技术模式有效比特率查表模块与嵌入转换比计算模块的一个输入端相连；多载波基带处理单元的一路输出端经由多载波子系统技术模式有效比特率查表模块与嵌入转换比计算模块的一个输入端相连；单载波子系统数据帧有效比特率计算模块的2个输入端分别连接嵌入转换比计算模块的一个输出端和单载波子系统技术模式有效比特率查表模块的另一个输出端；多载波主系统数据帧有效比特率的2个输入端分别连接嵌入转换比计算模块的一个输出端和单载波子系统数据帧有效比特率计算模块的输出端；

8.根据权利要求6所述的地面数字电视广播多载波嵌入单载波数据帧的系统，其特征是：所述单载波基带处理单元和多载波基带处理单元均包括随机化模块、编码模块、星座图映射与交织模块、系统信息模块、复用模块、帧体数据处理模块、帧头模块、以及组帧模块；其中随机化模块经编码模块连接星座图映射与交织模块的输入端；星座图映射与交织模块的输出端和系统信息模块的输出端连接在复用模块的2个输入端上；复用模块的输出端经帧体数据处理模块连接组帧模块在一个输入端，组帧模块的另一个输入端与帧头模块的输出端相连；组帧模块的2个输出端分别与嵌入计算单元和时间域信道统计复用单元连接。