CN107360446B - 广播系统中本地节目流的插入方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种广播系统中本地节目流的插入方法。其中，广播系统中本地基站插入本地节目流的方法，包括如下步骤：接收来自广播大塔发送的第一信号，该第一信号包含该广播大塔覆盖范围内的公共节目流；对该第一信号进行解调至调制符号级；将本地节目流映射为复数符号；基于该复数符号对所述调制符号级进行相位旋转以得到第二信号。本技术方案采用中继旋转转发的协作空时编码方案，将本地节目流插入广播大搭发射的公共节目流中，一同发送给处于本地基站覆盖范围内的用户终端。从而不仅节省了时频资源块，而且也使得用户终端可以采用相同的解调算法解调接收到的公共节目流和本地节目流，简化了接收处理的复杂度。

Description

广播系统中本地节目流的插入方法
本申请是原案的分案申请，原案的申请号201410172422.7，申请日2014年4月28日，发明创造名称“广播系统中本地节目流的插入方法及广播系统”。
技术领域
本发明涉及广播系统技术领域，特别涉及一种广播系统中本地节目流的插入方法。
背景技术
根据下一代广播电视网(Next Generation Broadcasting Network，NGB)的总体规划，NGB网络由核心网和接入网构成。其中，NGB核心网承载NGB的业务平台、运营维护、网络管理、计费鉴权和安全管理等网络支撑平台，为用户提供全面的三网融合服务。NGB接入网由NGB有线系统(NGB-C)和NGB无线系统(NGB-W)构成，NGB-C为用户提供宽带入户服务，NGB-W为用户提供无线广播和双向通信服务，而两者能够在网络层实现无缝切换和漫游，最终实现NGB全程全网覆盖。
NGB-W由NGB-W广域网和NGB-W家庭局域网共同构成。移动用户可以根据其所处通信环境，选择适当的接入网络。当移动用户处于NGB-W家庭局域网覆盖范围内时，可以通过NGB-W家庭局域网与无线家庭网关连通，进而通过NGB-C接入核心网；当移动用户处于NGB-W广域网覆盖范围内时，则可以直接通过NGB-W广域网接入核心网。
在NGB-W网络架构中，广播大塔和双向通信的本地基站协同覆盖，广播推送和双向传输相互融合；其中，广播大塔以传统广播网络为基础，主要实现单向广播和数据推送的大区域覆盖；本地基站以传统蜂窝网络为基础，主要实现广播补点覆盖、数据推送补充传输、小区组播，以及点播和双向通信等业务。
现有技术中，本地基站主要是利用保留OFDM子载波的方法将本地节目流发送至其覆盖范围内的用户终端。这样就需要占用额外的子载波(即时频域资源)，而且本地基站采用与广播大塔相异的调制方式分别对本地节目流和公共节目流进行调制，这样用户终端需要采用不同的解调算法处理接收信号，增加了用户终端的复杂度。
发明内容
本发明解决的问题是现有的NGW-W广播系统中，本地基站发送本地节目流的方式需要占用额外的子载波，且增加了用户终端解调处理的复杂度。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种广播系统中本地基站插入本地节目流的方法，包括如下步骤：接收来自广播大塔发送的第一信号，该第一信号包含该广播大塔覆盖范围内的公共节目流；对该第一信号进行解调至调制符号级；将本地节目流映射为复数符号；基于该复数符号对所述调制符号级进行相位旋转以得到第二信号。
可选的，所述第一信号是由所述广播大塔对公共节目流进行星座映射、空时分组编码后得到。
可选的，所述将本地节目流映射为复数符号包括：将所述本地节目流映射为不同的复数符号，且不同的复数符号之间的相位差为90度。
可选的，所述复数符号为1或j。
可选的，所述基于该复数符号对所述调制符号级进行相位旋转以得到第二信号包括：将所述调制符号级除以该复数符号以得到第二信号。
本发明实施例还提供了一种广播系统，包括：广播大塔和该广播大塔覆盖范围内的本地基站和用户终端；其中，所述广播大塔适于向本地基站和用户终端发送第一信号，该第一信号包含该广播大塔覆盖范围内的公共节目流；所述本地基站适于接收来自广播大塔发送的第一信号并对该第一信号进行解调至调制符号级、将本地节目流映射为复数符号并基于该复数符号对所述调制符号级进行相位旋转以得到第二信号，以及将该第二信号发送至该本地基站覆盖范围内的用户终端。
可选的，所述第一信号是由所述广播大塔对公共节目流进行星座映射、空时分组编码后得到。
可选的，所述广播大塔配置有两根天线、所述本地基站配置有三根天线、所述用户终端配置有一根天线；其中，所述本地基站配置的三根天线中的一根用于接收所述第一信号，另两根天线用于发送所述第二信号。
可选的，所述广播系统为NGB-W。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
在广播系统中，本地基站接收到广播大塔发送的包含公共节目流的第一信号后，对其进行解调至调制符号级，然后将本地节目流映射为复数符号，并基于该复数符号对该调制符号级进行相位旋转，从而实现将本地节目流插入广播大塔发射的公共节目流中。这样既没有占用额外的子载波，而且也使得用户终端可以采用相同的解调算法解调接收到的公共节目流和本地节目流，简化了接收处理的复杂度。
附图说明
图1是本发明的一种广播系统中本地基站插入本地节目流的方法的具体实施方式的流程示意图；
图2中的(a)-(e)是本发明的广播系统中广播大塔对对公共节目流进行星座映射的星座图；以及
图3是本发明的一种广播系统的结构示意图。
具体实施方式
发明人发现现有的NGW-W广播系统中，本地基站发送本地节目流的方式需要占用额外的子载波，且增加了用户终端解调处理的复杂度。
针对上述问题，发明人经过研究，提供了一种广播系统中本地节目流的插入方法及广播系统。本技术方案采用中继旋转转发的协作空时编码方案，将本地节目流插入广播大搭发射的公共节目流中，一同发送给处于本地基站覆盖范围内的用户终端。从而不仅节省了时频资源块，而且也使得用户终端可以采用相同的解调算法解调接收到的公共节目流和本地节目流，简化了接收处理的复杂度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本技术方案主要以NGB-W广播系统为例进行描述，其中所述广播大塔配置有两根天线(作为发射天线)、所述本地基站配置有三根天线(其中一根用于接收广播大塔发送的信号，另两根天线用于发送对接收到的广播大塔发送的信号经过处理后的信号，即插入本地节目流生成的信号)、所述用户终端配置有一根天线(可以作为发射天线或者接收天线)。在其他实施例中，若广播大塔和本地基站之间通过有线连接，则本地基站可以只配置两根天线，本地基站通过有线连接的方式接收广播大塔发送的信号，两根天线作为发射天线向其覆盖范围内的用户终端发送插入了本地节目流生成的信号。
但本技术方案并不限于NGB-W广播系统，本领域技术人员也可以在其他具有类似结构的广播系统采用本技术方案。
如图1所示的是本发明的一种广播系统中本地基站插入本地节目流的方法的具体实施方式的流程示意图。参考图1，该方法包括如下步骤：
步骤S11：接收来自广播大塔发送的第一信号，该第一信号包含该广播大塔覆盖范围内的公共节目流；
步骤S12：对该第一信号进行解调至调制符号级；
步骤S13：将本地节目流映射为复数符号；
步骤S14：基于该复数符号对所述调制符号级进行相位旋转以得到第二信号。
在本实施例中，是以广播系统中的本地基站为主体执行上述各个步骤。
具体地，如步骤S11所述，接收来自广播大塔发送的第一信号，该第一信号包含该广播大塔覆盖范围内的公共节目流。
广播大塔发送的第一信号，在其覆盖范围内的本地基站和用户终端都能接收到。用户终端接收到该第一信号后可以采用现有的解调解码方式进行处理以得到公共节目流。而各个本地基站接收到该第一信号后，将其要发送的本地节目流插入公共节目流中(具体过程将在后续步骤S12至步骤S14中描述)，再一起发送给其覆盖范围内的用户终端。
在本实施例中，所述第一信号是广播大塔对接收到的公共节目流进行星座映射、空时分组编码后得到。如图2中的(a)至图2中的(e)所示是本发明的广播系统中广播大塔对对公共节目流进行星座映射的星座图。
具体地，图2中的(a)是采用QPSK星座图进行星座映射的示意图。将输入的公共节目流(即比特流)每1个比特一组，映射为图2中的(a)所示QPSK中其中一半的星座符号，即{1+j，-1-j}。
图2中的(b)是采用4-QAM星座图的进行星座映射的示意图。将输入的公共节目流每2个比特一组，映射为图2中的(b)所示的4-QAM星座图中其中一半的星座符号，即{1+j，3-j，-1-j，-3+j}。
图2中的(c)是采用8-QAM星座图的进行星座映射的示意图。将输入的公共节目流每3个比特一组，映射为图2中的(c)所示的8-QAM星座图中其中一半的星座符号，即{1+j，-1-j，3+3j，3-j，1-3j，-3-3j，-3+j，-1+3j}。
图2中的(d)是采用16-QAM星座图的进行星座映射的示意图。将输入的公共节目流每4个比特一组，映射为图2中的(d)所示16-QAM星座图中其中一半的星座符号，即{1+j，-1-j，3+3j，3-j，1-3j，-3-3j，-3+j，-1+3j，1+5j，5+j，5-3j，3-5j，-1-5j，-5-j，-5+3j，-3+5j}。
图2中的(e)是采用32-QAM星座图的进行星座映射的示意图。将输入的公共节目流每5个比特一组，映射为图2中的(e)所示32QAM星座图中其中一半的星座符号，即{1+j，-1-j，3+3j，3-j，1-3j，-3-3j，-3+j，-1+3j，1+5j，5+5j，5+j，5-3j，3-5j，-1-5j，-5-5j，-5-j，-5+3j，-3+5j，7+3j，7+7j，7+3j，7-j，7-5j，5-7j，1-7j，-3-7j，-7-7j，-7-3j，-7+j，-7+5j，-5+7j，-1+7j}。
在上述图2中的(a)至图2中的(e)中，广播大塔将公共节目流映射为图中的实心圆点对应的星座点，实心圆点与空心圆点构成的星座图具有旋转90度、180度以及270度不变性。
需要说明的是，对于整个广播系统来说，在广播大塔对公共节目流作星座映射前，要求本地基站的数据速率小于或等于广播大塔的数据速率，这与广播大塔采用的调制方式有关，最终要使得广播大塔的符号速率等于本地基站的比特速率。
在本实施例中，例如广播大塔对接收到的公共节目流进行星座映射后在星座图上对应的星座符号为
Figure GDA0002238714300000061
然后，采用空时分组编码后得到第一信号，并将该第一信号发送出去，输出矩阵可以表示为：
Figure GDA0002238714300000071
k＝0,1,...,NCell,FEC_block/2-1
其中，数据单元对(x2k,Tx1,x2k+1,Tx1)对应于广播大塔的天线1、数据单元对(x2k,Tx2,x2k+1,Tx2)对应于广播大塔的天线2，列与列之间是正交，发送的第一信号也是正交，这样使得接收端(例如，用户终端或者本地基站)可以采用对数似然比译码。例如，在T时刻，天线1和天线2分别发出的第一信号为z2′k和z2′k+1；在下一时刻(即T+1时刻)，天线1和天线2分别发出的第一信号为
Figure GDA0002238714300000072
和
Figure GDA0002238714300000073
进一步地，数据单元对(x2k,Tx1,x2k+1,Tx1)和数据单元对(x2k,Tx2,x2k+1,Tx2)是广播大塔的天线1和天线2在不同的OFDM子载波上的发射数据单元对。并且，两个数据单元对发射的数据映射至同一个OFDM符号中，并处于相邻的子载波上。
如步骤S12所述，对该第一信号进行解调至调制符号级。
具体地，本地基站接收到该第一信号后进行解调(包括但不限于进行同步处理、快速傅氏变换FFT等)，但并不需要作译码，只需要解调至调制符号级(例如设为r2k，r2k+1)。
实际上，本地基站与用户终端接收到广播大塔发送的第一信号后进行解调的过程基本上是一致。在本实施例中，由于本地基站需要进一步将本地节目流插入公共节目流中，因此本地基站只需将第一信号解调至调制符号级即可，不需要进一步作译码。
如步骤S13所述，将本地节目流映射为复数符号。
具体地，在本步骤中，可以将所述本地节目流映射为同一个复数符号，或者也可以将所述本地节目流映射为不同的复数符号。需要说明的是，当将所述本地节目流映射为不同的复数符号时，不同的复数符号之间的相位差为90度。在一个优选的实施方式中，例如，可以将本地节目流(设为y)映射为复数符号1或j。
如步骤S14所述，基于该复数符号对所述调制符号级进行相位旋转以得到第二信号。
具体地，在一个优选的实施方式中，将所述调制符号级除以该复数符号以得到第二信号。例如，将r2k，r2k+1除以y之后得到的第二信号发送给用户终端。本地基站输出的第二信号表示为：
Figure GDA0002238714300000081
采用本发明实施例的本地节目插入方法，既没有占用额外的子载波，而且也使得用户终端可以采用相同的解调算法解调接收到的公共节目流和本地节目流，简化了接收处理的复杂度。
本发明实施例还提供了一种广播系统。如图3所示的是本发明的一种广播系统的结构示意图。
参考图3，该广播系统包括：广播大塔11和该广播大塔11覆盖范围内的本地基站12和用户终端13。需要说明的是，图3仅是示意图，在实际应用中，广播系统通常包括多个广播大塔，每个广播大塔覆盖范围内包括多个本地基站和用户终端。
在本实施例中，，所述广播大塔11配置有两根天线、所述本地基站12配置有三根天线、所述用户终端13配置有一根天线；其中，所述本地基站11配置的三根天线中的一根用于接收所述第一信号，另两根天线用于发送所述第二信号。所述广播系统为NGB-W，但不限于此。
在其他实施例中，若所述广播大塔11和本地基站12之间通过有线连接，则所述本地基站12可以只配置两根天线。所述本地基站12通过有线连接的方式接收广播大塔发送的信号，两根天线作为发射天线向其覆盖范围内的用户终端13发送插入了本地节目流生成的信号。
所述广播大塔11适于向本地基站12和用户终端13发送第一信号，该第一信号包含该广播大塔覆盖范围内的公共节目流。
所述本地基站12适于接收来自广播大塔11发送的第一信号并对该第一信号进行解调至调制符号级、将本地节目流映射为复数符号并基于该复数符号对所述调制符号级进行相位旋转以得到第二信号，以及将该第二信号发送至该本地基站12覆盖范围内的用户终端13。其中，所述第一信号是由所述广播大塔对公共节目流进行星座映射、空时分组编码后得到。
本实施例中所述本地基站接收到第一信号后的处理过程可以参考上文图1所述的实施例，在此不再赘述。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种广播系统中本地基站插入本地节目流的方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收来自广播大塔发送的第一信号，所述第一信号包含所述广播大塔覆盖范围内的公共节目流；
对所述第一信号进行解调至调制符号级；
将所述本地节目流映射为复数符号；以及
基于所述复数符号对所述调制符号级进行相位旋转以得到第二信号；
其中，所述第一信号是由所述广播大塔对所述公共节目流进行星座映射、空时分组编码后得到；
所述复数符号对所述调制符号级进行相位旋转以得到第二信号的步骤具体包括：将所述调制符号级除以所述复数符号以得到第二信号。
2.如权利要求1所述的广播系统中本地基站插入本地节目流的方法，其特征在于，将所述本地节目流映射为复数符号的步骤具体包括：将所述本地节目流映射为同一个复数符号。
3.如权利要求1所述的广播系统中本地基站插入本地节目流的方法，其特征在于，将所述本地节目流映射为复数符号的步骤具体包括：将所述本地节目流映射为不同的复数符号，且所述不同的复数符号之间的相位差为90度。
4.如权利要求2或3所述的广播系统中本地基站插入本地节目流的方法，其特征在于，所述复数符号的实部为1或虚部为j。
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