CN103957432B - 一种兼容dvb‑c标准的分级调制传输及接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种兼容DVB‑C标准的分级调制传输方法，包括：根据传输需求，得到分级调制的复合星座映射；对基本数据的数据比特进行DVB‑C编码和交织，得到待传输的基本数据的交织比特；对叠加数据的数据比特进行信道编码及比特交织，得到叠加数据的交织比特；根据分级调制的复合星座映射，对基本数据的交织比特和叠加数据的交织比特进行分级调制，得到复合星座符号；对所述分级调制的复合星座符号经过DVB‑C的后续处理后，经由信道发送到接收端。本发明利用分级调制技术为信道状况较好的用户提供了叠加数据的传输通道，较大提升了DVB‑C系统的传输效率。本发明还提供一种对应所述分级调制传输方法的接收方法。

Description

一种兼容DVB-C标准的分级调制传输及接收方法

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，特别涉及一种兼容DVB-C标准的分级调制传输及接收方法。

背景技术

DVB-C标准是第一代数字电视有线传输标准，其星座映射为16阶至256阶QAM映射，信道编码为码率188/204的Reed-Solomn码，码长为204字节。当前，DVB-C已经得到广泛应用。然而，受标准制当时的技术限制，信道传输效率较低，例如，在信噪比为24.5dB的AWGN信道下，DVB-C的工作模式为64-QAM和码率188/204的Reed-Solomn码，传输效率为每个星座符号携带6*188/204＝5.53个有效数据比特(即5.53比特/符号)。

第二代数字电视有线传输标准DVB-C2已经发布。DVB-C2的星座映射为16阶至4096阶QAM映射，信道编码为码率从1/2到9/10的LDPC码，码长为64800比特或16200比特。在信噪比24.5dB的AWGN信道下，DVB-C2的工作模式为256-QAM和码率9/10的LDPC码，传输效率为每个星座符号携带7.2个有效数据比特(即7.2比特/符号)，传输效率大大提高。

由于DVB-C采用的编码调制技术不够先进，导致传输效率较低。但是DVB-C的网络已经大量部署，DVB-C的接收端数量众多，然而，DVB-C2与DVB-C标准不兼容，导致DVB-C的网络系统升级困难。

因此，有线电视的运营商，特别是已经大量部署DVB-C网络的运营商，希望能获得一种传输方法，在兼容现有DVB-C标准的基础上，有效提高传输效率，以满足更多业务传输的需求，如传输超高清数字电视(Ultra-HDTV)节目。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种兼容现有DVB-C标准的传输方法及接收方法，可以在现有DVB-C标准的基础上提高传输效率。

本发明提出了一种兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法，包括以下步骤：

S1、根据传输需求，选择分级调制的基本星座映射、叠加星座映射和分级调制的叠加方式，得到分级调制的复合星座映射；

S2、对基本数据的数据比特进行DVB-C编码和交织，得到待传输的基本数据的交织比特；

S3、对叠加数据的数据比特依次进行信道编码及比特交织，得到叠加数据的交织比特；

S4、根据所述分级调制的复合星座映射，对基本数据的交织比特和叠加数据的交织比特进行星座映射，得到复合星座符号；

S5、对所述复合星座符号经过DVB-C的后续处理后，经由信道发送到信道的接收端。

本发明还提供一种基于兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法的接收方法，包括以下步骤：

B1：对于基本接收机，根据接收符号和信道状态信息，利用所述基本星座映射进行解调解码，得到基本数据比特的解码结果。

B2：对于增强接收机，根据接收符号和信道状态信息，利用所述复合星座映射进行解映射解码，同时得到基本数据比特和叠加数据比特的解码结果。

本发明提供的一种兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法及接收方法，可以为有线电视传输网络接收端同时提供基本数据和叠加数据，同时不影响已有接收端正常接收基本数据，使有线电视运营商可以在提高频道传输效率的同时，实现全网平滑过渡。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法流程图。

图2为本发明较佳实施例中一个1024阶的复合星座映射示意图。

图3为本发明较佳实施例中兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法的接收方法流程图。

具体实施方式

下面对于本发明所提出的一种兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法及接收方法，结合附图和实施例详细说明。

如图1所示，是本发明兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法流程图，具体包括以下步骤：

步骤S1：根据传输需求，选择分级调制的基本星座映射、叠加星座映射和分级调制的叠加方式，得到分级调制的复合星座映射。

所述传输需求包括基本数据和叠加数据在给定信道下的信噪比门限和传输速率等。例如在AWGN信道下的基本数据和叠加数据的信噪比门限分别为24dB和33dB。

所述基本数据是指通过DVB-C网络传输的原始数据，所述叠加数据独立于所述基本数据，是指为了增加DVB-C网络的传输效率而需要额外携带的数据。

所选择的基本星座映射是符合DVB-C标准的M₀阶的QAM星座映射，其中M₀＝16～256，如M₀＝16、64或256，所选择的叠加星座映射为M₁阶的QAM星座映射，其中，M₁＝4～256，如M₁＝4，16，64或其它合适的值。因此，复合星座映射为M＝M₀*M₁阶的QAM星座映射。例如，若M₀＝16，M₁＝64，则复合星座映射是1024阶的非均匀QAM星座图，如图2所示。

进一步的，步骤S1中还需选择基本星座映射与叠加星座映射的星座图中星座点的形状分布以及数据比特到星座点的映射规则。

进一步地，每个M阶的复合星座映射符号X，携带log2(M)个数据比特，其中log2(M₀)个数据比特对应M₀阶基本星座符号X₀，携带所述基本数据；log2(M₁)个数据比特对应M₁阶叠加星座符号X₁，携带所述叠加数据。符号X、X₀和X₁均为复数符号。所述基本星座映射和叠加星座映射的叠加方式为：

X＝X₀+a*X₁。

其中，实数a是叠加因子，例如a＝0.216，X₀和X₁均为能量归一化的复数符号。另外，X₀有M₁种取值，每个X₀取值对应的M₁阶叠加星座映射可以相同也可以不同。如果每个X₀取值对应的M₁阶叠加星座映射相同，则X₁取值与X₀取值无关，符号X是X₀与X₁的简单线性叠加方式。反之，如果每个X₀取值对应的M₁阶叠加星座映射不同，则X₁取值与X₀取值相关，可以生成多种叠加方式；这种情况下，精心设计叠加方式可以使X、X₀和X₁均满足格雷映射，有助于信道接收端解调的简化和传输效率的提高。

步骤S2：对基本数据的数据比特进行DVB-C编码和交织，得到待传输的基本数据的交织比特。

步骤S3：对叠加数据的数据比特依次进行信道编码及比特交织，得到叠加数据的交织比特。本实施例中，叠加数据的数据比特可以采用先进的信道编码和比特交织技术，以提高传输效率。

步骤S4：根据所述分级调制的复合星座映射，对基本数据的交织比特和叠加数据的交织比特进行星座映射，得到复合星座符号。如图2所示，每4个比特的基本数据的交织比特和每6个比特叠加数据的交织比特经复合星座映射后，得到一个复合星座符号。

步骤S5：对所述复合星座符号经过DVB-C的后续处理后，经由信道发送到一个信道接收端装置。所述DVB-C的后续处理为传统DVB-C系统中星座符号的后续处理操作。

利用本发明上述兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法，对于基本星座映射的16QAM信号，采用符合DVB-C标准规范的信道编码和比特交织，在没有叠加信号(即a＝0)下，AWGN信道的解调解码门限为17.5dB；在叠加因子a＝0.216的64QAM叠加信号下，由于叠加信号形成的干扰，AWGN信道的解调解码门限上升为24.0dB，仍然满足传输要求。对于叠加信号的64QAM信号，信道容量分析表明，信噪比门限为29.7dB时，叠加星座映射的信道容量为每符号携带5比特信息，即信道编码码率可选择为5/6；采用先进的信道编码和比特交织，预计具体实现的损失不大于3dB，即实际系统在信噪比门限为32.7dB时，可以解调码率为5/6的64QAM叠加星座映射携带的叠加数据，满足传输要求。

综上所述，采用上述传输方法，信噪比为24.0dB时，可解调16QAM的基本数据，传输速率为4*188/204＝3.69比特/符号；信噪比为33dB时，可同时解调16QAM的基本数据和64QAM的叠加数据，传输速率提升为4*188/204+6*5/6＝8.69比特/符号。

作为对比，传统的DVB-C传输系统，信噪比为24.0dB时，可解调64QAM的基本数据，传输速率为6*188/204＝5.53比特/符号；信噪比为33dB时，由于传输模式固定，传输速率仍然为6*188/204＝5.53比特/符号。可见，本发明上述传输方法使得DVB-C系统的传输效率大大提高，从而可以解决现有DVB-C网络向高效传输的平滑过渡问题。

如图3所示，是本发明基于兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法的接收方法，具体包括：

步骤B1：对于基本接收机，根据接收的复合星座符号和信道状态信息，利用所述基本星座映射进行解调解码，得到基本数据比特的解码结果。所述基本接收机是指传统DVB-C系统的接收机。

步骤B2：对于增强接收机，根据接收的复合星座符号和信道状态信息，利用所述复合星座映射进行解映射解码，同时得到基本数据比特和叠加数据比特的解码结果。所述增强接收机是指采用本发明的DVB-C系统，支持符合星座映射解调的接收机。

进一步地，所述步骤B1、B2中，所述数据比特的解码结果优选为所述数据比特的软判决信息。

采用分级调制技术后，传统DVB-C的接收机，即所述基本接收机)，仍然能够解调基本星座映射，使得原有用户得到基本数据。叠加星座映射仅相当于信道的额外干扰，支持复合星座映射解调的接收机，即所述的增强接收机)，能够识别并解调采用分级调制的复合星座映射，可同时解调出基本数据和叠加数据，使得新增用户得到基本数据的基础上得到额外的数据，因此传输速率得到提高。

另一方面，叠加数据可以采用先进的信道编码和比特交织等技术，部分满足了传输效率提高的需求。其中，采用传统DVB-C编码调制的基本数据，传输效率仍然不高。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法，其特征在于，包括有：

S1、根据传输需求，选择分级调制的基本星座映射、叠加星座映射和分级调制的叠加方式，得到分级调制的复合星座映射，其中，所述叠加方式满足公式X＝X₀+a*X₁，其中，实数a是叠加因子，X为复合星座映射符号，X₀为基本星座符号，X₁为叠加星座符号，且X₀和X₁均为能量归一化的复数符号，其中，X₀有M₁种取值，当每个X₀取值对应的M₁阶叠加星座映射相同时，X₁取值与X₀取值无关，当每个X₀取值对应的M₁阶叠加星座映射不同时，X₁取值与X₀取值相关；

S2、对基本数据的数据比特进行DVB-C编码和交织，得到待传输的基本数据的交织比特，其中，所述基本数据是指通过DVB-C网络传输的原始数据；

S3、对叠加数据的数据比特依次进行信道编码及比特交织，得到叠加数据的交织比特，其中，所述叠加数据独立于基本数据，是指为了增加DVB-C网络的传输效率而需要额外携带的数据；

S4、根据所述分级调制的复合星座映射，对基本数据的交织比特和叠加数据的交织比特进行星座映射，得到复合星座符号；及

S5、对所述复合星座符号经过DVB-C的后续处理后，经由信道发送到信道的接收端。

2.如权利要求1所示的兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法，其特征在于，所述传输需求包括基本数据和叠加数据在给定信道下的信噪比门限和传输速率。

3.如权利要求1所示的兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法，其特征在于，所述基本星座映射是符合DVB-C标准的M₀阶的QAM星座映射，其中M₀＝16～256；所述叠加星座映射为M₁阶的QAM星座映射，其中，M₁＝4～256。

4.如权利要求1所示的兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法，其特征在于，步骤S1中还需选择基本星座映射与叠加星座映射的星座图中星座点的形状分布以及数据比特到星座点的映射规则。

5.一种基于权利要求1所述兼容现有DVB-C标准的分级调制传输方法的接收方法，其特征在于，包括有：

B1：对于基本接收机，根据接收符号和信道状态信息，利用基本星座映射进行解调解码，得到基本数据比特的解码结果；

B2：对于增强接收机，根据接收符号和信道状态信息，利用复合星座映射进行解映射解码，同时得到基本数据比特和叠加数据比特的解码结果。

6.如权利要求5所示的接收方法，其特征在于，所述数据比特的解码结果为所述数据比特的软判决信息。