CN109474836B - 数字多媒体信号的发送、接收方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了数字广播系统中的数字多媒体信号发送、接收方法和装置。发送端分别构成物理数据管道数据符号、物理信令管道数据符号、物理快速管道数据符号、物理尾管道数据符号；将物理信令管道数据符号和物理快速管道数据符号映射到物理信号帧的帧头数据块的数据符号上；将物理数据管道数据符号映射到帧体数据块的数据符号上；将物理尾管道数据符号映射到帧头数据块及帧体数据块的剩余数据符号资源。本发明提供的数字广播系统中的数字多媒体信号发送、接收方法和装置可以实现一个业务在多个不同传输通道内协同工作，以及一个传输通道内多个数据传输管道，满足多种业务的不同需求。
Description
技术领域
本发明涉及数字广播技术领域，更具体地，涉及数字广播系统中的数字多媒体信号发送方法、数字广播系统中的数字多媒体信号接收方法、数字广播系统中的数字多媒体信号发送装置、以及数字广播系统中的数字多媒体信号接收装置。
背景技术
为支持我国下一代多媒体广播无线网发展，兼顾地面移动、地面固定和卫星移动等多种复杂接收场景，以天地一体协同覆盖为目标形成更大范围内的无线传输覆盖体系，需设计出能够支持音视频和流媒体、数据广播推送、电子业务指南、紧急广播及行业低时延通道等特殊需求的多种多媒体业务的广播系统，能够在更大带宽内为各业务提供差异化服务，支持按业务需求灵活分配系统资源，从而在相当长一段时期内满足国家、社会和人民群众对广播电视等各类公众信息服务的各种新兴需求。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种数字多媒体信号发送、接收方案，以实现多传输通道协同工作，满足多业务需求。
根据本发明的第一方面，提供了一种数字广播系统中的数字多媒体信号发送方法，包括如下步骤：
发送端将来自上层的时延不敏感业务数据转换成物理数据管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理数据管道比特流进行BCH编码；对BCH编码后的物理数据管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理数据管道比特流进行块比特交织；对块比特交织后的物理数据管道比特流进行帧间交织；对帧间交织后的物理数据管道比特流进行星座映射；对星座映射后的物理数据管道比特流进行分层复用，构成物理数据管道数据符号；
发送端将来自上层的信令数据转换成物理信令管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理信令管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理信令管道比特流进行星座映射，构成物理信令管道数据符号；
发送端将来自上层的时延敏感业务数据转换成物理快速管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理快速管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理快速管道比特流进行星座映射，构成物理快速管道数据符号；
发送端将来自上层的时延不敏感业务数据转换成物理尾管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理尾管道比特流进行BCH编码；对BCH编码后的物理尾管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理尾管道比特流进行块比特交织；对块比特交织后的物理尾管道比特流进行星座映射，构成物理尾管道数据符号；
将物理信令管道数据符号和物理快速管道数据符号映射到物理信号帧的帧头数据块的数据符号资源上；
将物理数据管道数据符号映射到帧体数据块的数据符号资源上；
将物理尾管道数据符号映射到帧头数据块及帧体数据块的剩余数据符号资源上；
生成前导信号及帧内导频符号；
将前导信号、帧内导频符号、帧头数据块上的数据符号及帧体数据块上的数据符号复接在一起，组成物理信号帧；
将所述物理信号帧由基带变换到射频以发射。
根据本发明的第二方面，提供了一种数字广播系统中的数字多媒体信号接收方法，包括如下步骤：
将来自射频的信号变换到基带信号，对基带信号进行定时同步和载波同步；
对同步后的信号，进行信道估计和均衡；
通过解星座映射、LDPC译码、解扰码，将物理信令管道承载的信令数据提取出来；
通过解星座映射、LDPC译码、解扰码，将物理快速管道承载的时延敏感业务数据提取出来；
通过解复用、解星座映射、解帧间交织、解块比特交织、LDPC译码、BCH译码、解扰码，将物理数据管道承载的时延不敏感业务数据提取出来；
通过解星座映射、解块比特交织、LDPC译码、BCH译码、解扰码，将物理尾管道承载的时延不敏感业务数据提取出来；
将信令数据、时延敏感业务数据、以及时延不敏感业务数据发送给上层。
根据本发明的第三方面，提供了一种数字广播系统中的数字多媒体信号发送装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述数字广播系统中的数字多媒体信号发送方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种数字广播系统中的数字多媒体信号接收装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述数字广播系统中的数字多媒体信号接收方法。
本发明提供的数字广播系统中的数字多媒体信号发送、接收方法和装置可以实现一个业务在多个不同传输通道内协同工作，以及一个传输通道内多个数据传输管道，满足多种业务的不同需求。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是显示可用于实现本发明的实施例的数字多媒体信号发送设备或数字多媒体信号接收设备的硬件配置的例子的框图。
图2是本发明实施例提供的物理信号帧的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的数字广播系统中的数字多媒体信号发送方法的流程示意图。
图4是本发明实施例提供的扰码序列生成器的示意图。
图5(a)是本发明实施例提供的物理数据管道的块比特交织的写入处理方式的示意图。
图5(b)是本发明实施例提供的物理数据管道的块比特交织的读出处理方式的示意图。
图6是本发明实施例提供的帧间交织的示意图。
图7示出了图6中的交织器的结构。
图8(a)是本发明实时例提供的帧间交织的第一种输出处理方式的示意图。
图8(b)是本发明实时例提供的帧间交织的第二种输出处理方式的示意图。
图9是本发明实施例提供的QPSK调制示意图。
图10是本发明实施例提供的8PSK调制示意图。
图11是本发明实施例提供的16APSK调制示意图。
图12是本发明实施例提供的32APSK调制示意图。
图13是本发明实施例提供的分层复用的示意图。
图14(a)是本发明实施例提供的帧内交织的写入处理方式的示意图。
图14(b)是本发明实施例提供的帧内交织的读出处理方式的示意图。
图15是本发明实施例提供的物理信号帧的结构示意图。
图16是本发明实施例提供的前导信号的示意图。
图17是本发明实施例提供的导频符号的示意图。
图18是本发明实施例提供的CRC移位寄存器的框图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明实施例提供的数字多媒体信号发送/接收方法和装置适用于单载波数字广播系统。
<硬件配置>
图1是显示可用于实现本发明的实施例的数字多媒体信号发送装置的硬件配置的例子的框图。
数字多媒体信号发送装置1000可以是电脑、服务器等电子设备。如图1所示，数字多媒体信号发送装置1000可以包括处理器1010、存储器1020、接口装置1030、通信装置1040、显示装置1050、输入装置1060、扬声器1070、麦克风1080，等等。其中，处理器1010可以是中央处理器CPU、微处理器MCU等。存储器1020例如包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等。接口装置1030例如包括USB接口、耳机接口、蓝牙接口等。通信装置1040例如能够进行有线或无线通信。显示装置1050例如是液晶显示屏、触摸显示屏等。输入装置1060例如可以包括触摸屏、键盘等。用户可通过扬声器1070和麦克风1080输出/输入语音信息。
图1所示的数字多媒体信号发送装置1000仅是解释性的，并且决不是为了要限制本发明、其应用或用途。应用于本发明的实施例中，数字多媒体信号发送装置1000的所述存储器1020用于存储计算机程序，处理器1010执行所述程序时实现本发明实施例提供的任意一项的数字多媒体信号发送方法。
本领域技术人员应当理解，尽管在图1中对数字多媒体信号发送装置1000示出了多个装置，但是，本发明的数字多媒体信号发送装置可以仅涉及其中的部分装置。技术人员可以根据本发明所公开方案设计程序指令，处理器如何执行程序指令是本领域公知技术，故在此不再详细描述。
本发明实施例的数字多媒体信号接收装置可以具有与数字多媒体信号发送装置类似的硬件配置。应用于本发明的实施例中，数字多媒体信号接收装置的存储器用于存储计算机程序，数字多媒体信号接收装置的处理器执行所述程序时实现本发明实施例提供的任意一项的数字多媒体信号接收方法。
<物理信号帧结构>
参考图2所示，说明本发明实施例提供的数字多媒体信号的物理信号帧的结构。
数字广播系统的物理信号帧为固定长度，每个物理信号帧由1个前导信号及N个数据块组成，其中数据块1到数据块M为帧头数据块，数据块M+1到数据块N为帧体数据块。物理信号帧中含有1个物理信令管道、1个物理快速管道、1个物理尾管道和K个物理数据管道。其中，N≥2，M≥1，K≥1，N、M、K为整数。
在所述帧头数据块中，从所述帧头数据块的起始位置承载用于传输信令信息的物理信令管道，也就是从数据块1的位置开始承载物理信令管道。该物理信号帧中，物理信令管道所占用的符号资源数量可以根据该物理信号帧中的物理信令管道的FEC(ForwardError Correction，前向纠错码)码字个数、FEC码字长度和调制方式计算得到。
例如，物理信令管道的FEC码字个数为P个，码字长度为1024个比特，则全部码字的总比特数为1024*P，其中P≥1，P为整数；将P个码字调制成符号，根据调制方式可以计算出物理信令管道所占用的符号资源数量，例如，一种特定的调制方式是每2个比特调整成一个符号，则一个码字对应512个符号，物理信令管道所占用的符号资源数量为512*P个。
在所述帧头数据块中，从所述物理信令管道的结束位置承载用于传输时延敏感业务数据的物理快速管道。物理快速管道用于传输对时间要求高的时延敏感业务数据，强调实时快速性能，物理快速管道传输的时延敏感业务数据可以不需要交织处理，编码码率可以更低，例如可以采用1/5的码率。物理快速管道占用的符号资源数量可以根据该物理信号帧中的物理快速管道的FEC码字个数、FEC码字长度和调制方式计算计算物理快速管道占用的符号资源数量。
当帧头数据块的符号资源无法被物理信令管道和物理快速管道填满时，剩余符号资源用来承载物理尾管道的时延不敏感业务数据。
在所述帧体数据块中，从所述帧体数据块的起始位置承载用于传输时延不敏感业务数据的物理数据管道，也就是从数据块M+1的位置开始承载物理数据管道。物理信号帧的帧体数据块可以承载多个物理数据管道，参见图2所示，在这一实施例中，物理数据管道的数量为K个，本领域技术人员可以根据需要自行划分物理数据管道的宽度和数量，这里不再说明。该物理信号帧中，物理数据管道所占用的符号资源数量可以根据该物理信号帧中的物理数据管道的数量，每个物理数据管道的FEC码字个数、FEC码字长度和调制方式计算得到。
当帧体数据块中的符号资源无法被物理数据管道填满时，剩余符号资源用来承载物理尾管道的时延不敏感业务数据。
物理数据管道用于传输对时间相对不敏感的时延不敏感业务数据，可采用帧间及帧内交织处理并配合较高的编码码率，为业务提供较高的传输数据率及较好的传输质量。所述物理快速管道传输的时延敏感业务数据的码率低于物理数据管道传输的时延不敏感业务数据的码率。
在所述帧头数据块中和所述帧体数据块中，通过所述帧头数据块中的未被物理信令管道和物理快速管道占用的符号资源和所述帧体数据块中的未被物理数据管道占用的符号资源共同承载用于传输时延不敏感业务数据的物理尾管道。
本发明的发明人发现，在数字广播系统固定物理信号帧长及帧内各业务资源灵活可配置的前提下，物理信号帧中可能会出现部分剩余资源，本发明实施例利用剩余资源传输物理管道数据，充分利用了系统资源。
物理信令管道的码字长度，物理快速管道的码字长度，物理数据管道的码字长度，以及物理尾管道的码字长度既可以相同也可以不同。
在一个具体的例子中，所述物理信令管道中传输的信令信息包括帧头数据块的个数和每个帧头数据块的符号资源数量，以及帧体数据块的个数和每个帧体数据块的符号资源数量。
在一个具体的例子中，所述物理信令管道中传输的信令信息包括物理信令管道的信令信息参数、物理快速管道的信令信息参数、物理数据管道的信令信息参数、物理尾管道的信令信息参数。
在一个具体的例子中，所述物理信令管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理信令管道的码字个数、码字长度和调制方式。
在一个具体的例子中，所述物理快速管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理快速管道的码字个数、码字长度和调制方式。
在一个具体的例子中，所述物理数据管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理数据管道的数量、每个物理数据管道承载的业务传输流的数量、每个物理数据管道的管道宽度、调制方式、编码码率、帧间交织深度参数、分层复用参数、协同分集指示、每个业务传输流的标识以及业务传输流的宽度。
在一个具体的例子中，所述物理尾管道的信令信息参数包括物理尾管道码字起始指示信息、所述物理尾管道的宽度信息、所述物理尾管道采用的编码码率和调制方式。
物理尾管道的宽度为该物理信号帧中物理信令管道、物理快速管道、物理数据管道填充后的剩余符号资源，不能保证物理尾管道每帧传输的数据大小是整数个尾管道FEC码字，因此需在物理信令管道中传输物理尾管道码字起始指示信息。物理尾管道码字起始指示信息用于接收端进行尾管道码字同步。例如，物理尾管道每帧传输的数据大小为1000个符号，1个尾管道码字对应512个符号，尾管道码字起始指示信息会指出该物理信号帧中尾管道的码字的起始位置。
在一个具体的例子中，接收端根据该物理信号帧中的物理信令管道的FEC码字个数、FEC码字长度和调制方式计算物理信令管道占用的符号资源数量。
在一个具体的例子中，接收端根据该物理信号帧中的物理快速管道的FEC码字个数、FEC码字长度和调制方式计算计算物理快速管道占用的符号资源数量。
在一个具体的例子中，接收端根据该物理信号帧中的物理数据管道的数量、每个物理数据管道的FEC码字个数、FEC码字长度和调制方式计算物理数据管道占用的符号资源数量。
在一个具体的例子中，接收端根据帧头数据块的个数和每个帧头数据块的符号资源数量，计算帧头数据块的总符号资源数量。
在一个具体的例子中，接收端根据帧体数据块的个数和每个帧体数据块的符号资源数量计算帧体数据块的总符号资源数量。
在一个具体的例子中，接收端根据帧头数据块的总符号资源数量、物理信令管道占用的符号资源数量、以及物理快速管道占用的符号资源数量，确定帧头数据块中被物理尾管道占用的符号资源；根据帧体数据块的总符号资源数量和物理数据管道占用的符号资源数量，确定帧体数据块中被物理尾管道占用的符号资源。接收端分别从帧头数据块和帧体数据块中提取出物理尾管道的符号资源，并根据信令信息中的物理尾管道码字起始指示信息从所述物理信号帧的物理尾管道的符号资源中确定物理尾管道码字对应的起始符号位置。
物理尾管道对应的信令信息参数参见表1所示：
表1
表1中的LDPC码率的具体化参数参见表5所示。
<数字多媒体信号发送方法>
参见图3所示，本发明的实施例提供了一种数字广播系统中的数字多媒体信号发送方法，包括如下步骤：
发送端将来自上层的时延不敏感业务数据转换成物理数据管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理数据管道比特流进行BCH编码；对BCH编码后的物理数据管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理数据管道比特流进行块比特交织；对块比特交织后的物理数据管道比特流进行帧间交织；对帧间交织后的物理数据管道比特流进行星座映射；对星座映射后的物理数据管道比特流进行分层复用，构成物理数据管道数据符号；
发送端将来自上层的信令数据转换成物理信令管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理信令管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理信令管道比特流进行星座映射，构成物理信令管道数据符号；
发送端将来自上层的时延敏感业务数据转换成物理快速管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理快速管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理快速管道比特流进行星座映射，构成物理快速管道数据符号；
发送端将来自上层的时延不敏感业务数据转换成物理尾管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理尾管道比特流进行BCH编码；对BCH编码后的物理尾管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理尾管道比特流进行块比特交织；对块比特交织后的物理尾管道比特流进行星座映射，构成物理尾管道数据符号；
将物理信令管道数据符号和物理快速管道数据符号映射到物理信号帧的帧头数据块的数据符号资源上；
将物理数据管道数据符号映射到帧体数据块的数据符号资源上；
将物理尾管道数据符号映射到帧头数据块及帧体数据块的剩余数据符号资源上；
将帧体数据块上的数据符号进行帧内交织；
生成前导信号及帧内导频符号；
将前导信号、帧内导频符号、帧头数据块上的数据符号及帧体数据块上的数据符号复接在一起，组成物理信号帧；
将所述物理信号帧由基带变换到射频以发射。
在一个具体的例子中，所述信令数据包括：物理信令管道的信令信息参数、物理数据管道的信令信息参数、物理快速管道的信令信息参数、以及物理尾管道的信令信息参数；所述物理尾管道的信令信息参数包括物理尾管道码字起始指示信息。
在一个具体的例子中，所述物理尾管道的信令信息参数还包括所述物理尾管道的宽度信息。
在一个具体的例子中，所述物理尾管道的信令信息参数还包括所述物理尾管道采用的编码码率和调制方式。
在一个具体的例子中，所述物理信令管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理信令管道的码字个数、码字长度和调制方式。
在一个具体的例子中，所述物理快速管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理快速管道的码字个数、码字长度和调制方式。
在一个具体的例子中，所述物理数据管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理数据管道的数量、每个物理数据管道承载的业务传输流(S-TS)的数量、每个物理数据管道的管道宽度、调制方式、编码码率、帧间交织深度参数、分层复用参数、协同分集指示、每个业务传输流的标识以及业务传输流的宽度。
在一个具体的例子中，其特征在于，所述前导信号含有关于指示物理信号帧的数据块类型的信息。所述数据块类型用于指示物理信号帧的以下参数：物理信号帧的数据块的个数、帧头数据块的个数、数据块的长度、每个数据块中包含的导频符号个数及数据组个数。所述数据块类型还用于指示物理信号帧的以下参数：帧内交织的交织矩阵行数和列数。
在一个具体的例子中，发送端采用多个广播传输信道协同广播发送方式。
<数字多媒体信号接收方法>
本发明的实施例提供了一种数字广播系统中的数字多媒体信号接收方法，包括如下步骤：
将来自射频的信号变换到基带信号，对基带信号进行定时同步和载波同步；
对同步后的信号，进行信道估计和均衡；
通过解星座映射、LDPC译码、解扰码，将物理信令管道承载的信令数据提取出来；
通过解星座映射、LDPC译码、解扰码，将物理快速管道承载的时延敏感业务数据提取出来；
通过解复用、解星座映射、解帧间交织、解块比特交织、LDPC译码、BCH译码、解扰码，将物理数据管道承载的时延不敏感业务数据提取出来；
通过解星座映射、解块比特交织、LDPC译码、BCH译码、解扰码，将物理尾管道承载的时延不敏感业务数据提取出来；
将信令数据、时延敏感业务数据、以及时延不敏感业务数据发送给上层。
在一个具体的例子中，所述信令数据包括：物理信令管道的信令信息参数、物理数据管道的信令信息参数、物理快速管道的信令信息参数、以及物理尾管道的信令信息参数；所述物理尾管道的信令信息参数包括物理尾管道码字起始指示信息。
在一个具体的例子中，所述物理尾管道的信令信息参数还包括所述物理尾管道的宽度信息。
在一个具体的例子中，所述物理尾管道的信令信息参数还包括所述物理尾管道采用的编码码率和调制方式。
在一个具体的例子中，所述物理信令管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理信令管道的码字个数、码字长度和调制方式。
在一个具体的例子中，所述物理快速管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理快速管道的码字个数、码字长度和调制方式。
在一个具体的例子中，所述物理数据管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理数据管道的数量、每个物理数据管道承载的业务传输流的数量、每个物理数据管道的管道宽度、调制方式、编码码率、帧间交织深度参数、分层复用参数、协同分集指示、每个业务传输流的标识以及业务传输流的宽度。
在一个具体的例子中，述方法还包括根据同步到的前导信号解析出基带信号的物理信号帧的数据块类型的步骤；所述数据块类型用于指示物理信号帧的以下参数：物理信号帧的数据块的个数、帧头数据块的个数、数据块的长度、每个数据块中包含的导频符号个数及数据组个数。
在一个具体的例子中，所述数据块类型还用于指示物理信号帧的以下参数：帧内交织的交织矩阵行数和列数；通过解帧内交织、解复用、解星座映射、解帧间交织、解块比特交织、LDPC译码、BCH译码、解扰码，将物理数据管道承载的时延不敏感业务数据提取出来；通过解帧内交织、解星座映射、解块比特交织、LDPC译码、BCH译码、解扰码，将物理尾管道承载的时延不敏感业务数据提取出来。
<系统参数>
数字广播系统的系统参数参见表2所示。其中Nbw为系统带宽扩展因子，可取值为1、2、4、8。
表2
<比特扰码>
本发明实施例提供的扰码序列生成器参见图4所示，其根据表3提供的参数表生成扰码序列。
表3
| 生成多项式 | 寄存器D<sub>0</sub>至D<sub>14</sub>的初始值 |
| g(x)＝x<sup>15</sup>+x<sup>14</sup>+1 | 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 |
<BCH编码>
本发明实施例提供的BCH编码的码长为17280比特，其中信息比特长度为16980，校验比特长度为300，可纠正20比特错误，BCH码的最小多项式如表4所示。
表4
| g<sub>1</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x+1 |
| g<sub>2</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>5</sup>+x+1 |
| g<sub>3</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>12</sup>+x<sup>3</sup>+x+1 |
| g<sub>4</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>13</sup>+x<sup>11</sup>+x<sup>9</sup>+x<sup>7</sup>+x<sup>5</sup>+x<sup>3</sup>+x+1 |
| g<sub>5</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>5</sup>+x<sup>4</sup>+x<sup>2</sup>+x+1 |
| g<sub>6</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>11</sup>+x<sup>7</sup>+x<sup>6</sup>+x<sup>2</sup>+x+1 |
| g<sub>7</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>7</sup>+x<sup>6</sup>+x<sup>3</sup>+x<sup>2</sup>+x+1 |
| g<sub>8</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>14</sup>+x<sup>13</sup>+x<sup>12</sup>+x<sup>11</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>9</sup>+x<sup>8</sup>+x<sup>7</sup>+x<sup>6</sup>+x<sup>5</sup>+x<sup>4</sup>+x<sup>3</sup>+x<sup>2</sup>+1 |
| g<sub>9</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>9</sup>+x<sup>8</sup>+x<sup>5</sup>+x<sup>3</sup>+1 |
| g<sub>10</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>12</sup>+x<sup>5</sup>+x<sup>4</sup>+x<sup>3</sup>+x<sup>2</sup>+1 |
| g<sub>11</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>13</sup>+x<sup>11</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>9</sup>+x<sup>8</sup>+x<sup>7</sup>+x<sup>6</sup>+1 |
| g<sub>12</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>5</sup>+x<sup>4</sup>+1 |
| g<sub>13</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>12</sup>+x<sup>11</sup>+x<sup>8</sup>+x<sup>7</sup>+x<sup>6</sup>+x<sup>4</sup>+x<sup>2</sup>+1 |
| g<sub>14</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>9</sup>+x<sup>7</sup>+x<sup>5</sup>+x<sup>3</sup>+1 |
| g<sub>15</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>14</sup>+x<sup>13</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>9</sup>+x<sup>2</sup>+1 |
| g<sub>16</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>9</sup>+x<sup>8</sup>+x<sup>4</sup>+x<sup>3</sup>+x<sup>2</sup>+x+1 |
| g<sub>17</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>12</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>8</sup>+x<sup>7</sup>+x<sup>3</sup>+1 |
| g<sub>18</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>13</sup>+x<sup>12</sup>+x<sup>11</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>9</sup>+x<sup>8</sup>+x<sup>7</sup>+x<sup>6</sup>+x<sup>4</sup>+x<sup>3</sup>+x+1 |
| g<sub>19</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>13</sup>+x<sup>7</sup>+x<sup>5</sup>+x<sup>4</sup>+x<sup>2</sup>+1 |
| g<sub>20</sub>(x) | x<sup>15</sup>+x<sup>12</sup>+x<sup>11</sup>+x<sup>10</sup>+x<sup>9</sup>+x<sup>8</sup>+x<sup>4</sup>+x+1 |
BCH码生成多项式g(x)可通过将表4中的g1(x)～g20(x)相乘获得。
<LDPC编码>
本发明实施例提供的LDPC编码的具体方式为：物理信令管道与物理快速管道采用码长7200比特，码率1/5的LDPC码，信息比特长度为1440比特。
物理数据管道与物理尾管道中的LDPC编码采用的码长、码率、信息比特如表5所示。
表5
表5中，码率高于1/2的码字由1/2码通过打孔方式产生，故其母码为1/2码字。码率为2/5和1/3的码字由1/4码通过打孔方式产生，故其母码为1/4码字。
<块比特交织>
以物理数据管道比特流为例说明本发明实施例提供的块比特交织的具体方式：物理数据管道比特流经过LDPC编码后得到编码码字U，首先对编码码字U进行行列交织，再进行比特置换。
参见图5(a)所示，行列交织先将输入U先按照列方向写入行列交织中的U′1单元，再按照列方向写入U′2单元；参见图5(b)所示，按照行的方向先后从U′1单元和U′2单元读出码字到输出Q。具体根据当前物理数据管道所采用的调制方式，可进行不同列数的块比特交织。其中，NC是块比特交织的列数，跟调制方式有关；NR1和NR2分别是U′1单元和U′2单元的行数。块比特交织的行列参数如表6所示。
表6
将行列交织得到的比特流
照以下方式置换得到输出比特流
其中，NLDPC是码长；NC是块比特交织的列数；t是以每Nc个比特为一组，长度为NLDPC的码字包含的组数，t取值为整数；s是跟调制方式有关的参数，代表每组NC个比特置换后的顺序。es是跟码率有关的参数，代表每组NC个比特置换前的顺序。
8PSK调制方式下，块比特交织的比特置换方式如表7所示。16APSK调制方式下，块比特交织的比特置换方式如表8所示。32APSK调制方式下，块比特交织的比特置换方式如表9所示。以表7为例，8PSK调制方式下，如果码率为1/4标准码，则在一次比特置换的过程中，会将每组的6个比特的顺序从“3，0，5，1，2，4”调整为“0，1，2，3，4，5”。
表7
表8
表9
<帧间交织>
本发明实施例中的帧间交织以帧长为基本交织深度单位进行交织。帧间交织包括输入处理、交织以及输出处理，每个物理数据管道独立进行各自的帧间交织处理，具体帧间交织结构如图6所示。每个物理数据管道具有WpipeCWs个并行的帧间交织器，每个帧间交织器以一个LDPC码字为基本操作单元。其中，WpipeCWs是以LDPC码字为单位的当前物理数据管道的宽度。
帧间交织输入处理：物理数据管道经过块比特交织输出的每个LDPC码字通过帧间交织输入处理划分为多个长度720比特的交织单元IU。
帧间交织：每个帧间交织器把物理数据管道在当前物理信号帧中的一个码字的IU数据与其他物理信号帧中对应码字的IU数据通过帧间交织分配到交织后的一个混合输出码字中。帧间交织器的核函数是一个不规则卷积块交织器。图7显示了该交织器的基本结构，图7中的D为交织器的抽头延迟单元，其长度(即交织器的抽头系数)代表该抽头的交织深度。mod(NIU_CW-1，32)是求余函数。每个物理数据管道的所有帧间交织器具有相同的内部抽头延时结构。每个帧间交织器抽头个数NIU_CW＝码字长度/720。交织器的抽头系数(以帧为单位)可根据物理信令信息表20和表25中相应参数进行计算。
帧间交织输出处理：经过帧间交织器输出的交织单元IU按照一定次序进行排列输出。根据物理信令信息表20中的重组标识参数Fregroup，有以下两种排列输出方式：
(1)Fregroup＝0表示重组关闭，参照图8(a)所示，交织器输出以码字为排列单位。首先从交织器1的抽头0到抽头NIU_CW-1中读取NIU_CW个IU，组成交织后输出码字1，接着从交织器2的抽头0到抽头NIU_CW-1中读取NIU_CW个IU，组成交织后输出码字2，直到读取出全部交织器的NIU_CW个IU，组成交织后输出码字WpipeCWs。
(2)Fregroup＝1表示重组打开，参照图8(b)所示，交织器输出以IU为排列单位。首先从交织器1至交织器WpipeCWs的抽头0上读取WpipeCWs个IU输出，接着从交织器1至交织器WpipeCWs的抽头1上读取WpipeCWs个IU输出，直到从交织器1至交织器WpipeCWs的抽头NIU_CW上读取WpipeCWs个IU输出。
<星座映射>
本发明实施例提供的星座映射的具体方式为：
方式一：BPSK调制，每次将一个输入比特映射为I值和Q值，参见表10所示：
表10
方式二：QPSK调制，每次将2个输入比特(v0,v1)映射为I值和Q值，映射方式如图9所示，ρ＝1，φ＝π/4。
方式三：8PSK调制，每次将3个输入比特(v0,v1,v2)映射为I值和Q值，映射方式如图10所示，ρ＝1，φ＝π/4。
方式四：16APSK调制，每次将4个输入比特(v0,v1,v2,v3)映射为I值和Q值，映射方式如图11所示，其中
φ1＝π/4，R2＝3R1，φ2＝π/12。
方式五：32APSK调制，每次将5个输入比特(v0,v1,v2,v3,v4)映射为I值和Q值，映射方式如图12所示，其中
φ1＝π/4，R2＝2.64R1，φ2＝π/12，R3＝4.64R1，φ3＝π/8。
<分层复用>
分层复用是一种星座叠加方法。分层复用将一个物理数据管道中属于不同分层的业务流(S-TS)数据经过星座映射进行叠加，形成该物理数据管道的待传数据符号。本发明实施例定义了一个两层的分层复用系统，两个分层分别为基本层与增强层。本发明实施例提供的分层复用方法如图13所示，表11提供了系统支持的15种分层复用方式，表20中的分层复用指示参数用于选择表11中的哪种分层复用方式。
表11
<帧内交织>
本发明实施例提供的帧内交织的具体方式为：帧内交织以数据组为基本操作单元，对物理信号帧中的帧体数据块上的所有数据组进行帧内块交织。参见图14(a)所示，帧内交织是从上至下逐行写入，每一行的写入顺序都是从左至右；参见图14(b)所示，读出是从左至右逐列读出，每一列的读出顺序都是从上到下；Nrow是交织矩阵的行数，Ncolumn是交织矩阵的列数。每次写入或读出一个数据组。帧内交织参数可以参见表12～表14所示，表12是Nbw＝1或Nbw＝2时的帧内交织参数，表13是Nbw＝4时的帧内交织参数，表14是Nbw＝8时的帧内交织参数。其中FHMult为帧头数据块扩展因子，其信息通过物理信令管道进行传输，可取值为1、2、3、4。
表12
| 数据块类型 | 交织矩阵行数N<sub>row</sub> | 交织矩阵列数N<sub>column</sub> |
| 1 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×N<sub>bw</sub> | 240 |
| 2 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×N<sub>bw</sub> | 224 |
| 3 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×N<sub>bw</sub> | 240 |
| 4 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×N<sub>bw</sub> | 224 |
| 5 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×N<sub>bw</sub> | 248 |
| 6 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×N<sub>bw</sub> | 240 |
| 7 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×N<sub>bw</sub> | 254 |
| 8 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×N<sub>bw</sub> | 240 |
表13
| 数据块类型 | 交织矩阵行数N<sub>row</sub> | 交织矩阵列数N<sub>column</sub> |
| 1 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×2 | 240×2 |
| 2 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×2 | 224×2 |
| 3 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×2 | 240×2 |
| 4 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×2 | 224×2 |
| 5 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×2 | 248×2 |
| 6 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×2 | 240×2 |
| 7 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×2 | 254×2 |
| 8 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×2 | 240×2 |
表14
| 数据块类型 | 交织矩阵行数N<sub>row</sub> | 交织矩阵列数N<sub>column</sub> |
| 1 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×4 | 240×2 |
| 2 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×4 | 224×2 |
| 3 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×4 | 240×2 |
| 4 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×4 | 224×2 |
| 5 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×4 | 248×2 |
| 6 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×4 | 240×2 |
| 7 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×4 | 254×2 |
| 8 | (212-FH<sub>Mult</sub>)×4 | 240×2 |
<物理信号帧结构>
参见图15所示，介绍本发明实施例提供的物理信号帧的结构。每个物理信号帧由1个前导信号及N个数据块组成。前导信号由P个帧内导频及前导信号主体构成。帧内前M个数据块为帧头数据块，主要承载物理信令管道数据与物理快速管道数据。后N-M个数据块为帧体数据块，主要承载物理数据管道数据。帧内每个数据块由P个帧内导频符号及B个数据组构成，每个数据组包含16个数据符号。若帧头数据块数据组无法被物理信令管道及物理快速管道数据填满，剩余数据组资源用来承载物理尾管道数据。若帧体数据块中数据组无法被物理数据管道填满，剩余数据组资源用来承载物理尾管道数据。
本发明实施例提供的物理信号帧结构参数具体为：数字广播系统提供8种数据块类型，不同数据块类型下物理信号帧包含的数据块的个数N、帧头数据块的个数M、数据块的长度、每个数据块中包含的导频符号个数P及数据组个数B各有相同或不同。数字广播系统采用的数据块类型信息由前导信号主体分携带。数据块类型具体参数如表15所示，其中FHMult为帧头数据块扩展因子。
表15
参见图16所示，本发明实施例提供的前导信号具体为：前导信号总长度为(4096×Nbw)个数据符号，由导频符号和前导信号主体两部分构成，前导信号主体携带了当前物理信道中物理信号帧所采用的数据块类型信息。前导信号主体由基本段，重复调制段和填充段Bpad组成。基本段包括已知序列段Blocal和信令序列段Bsig，已知序列段Blocal用于检测系统带宽参数Nbw，信令序列段Bsig用于表示数据块类型。重复调制段主要用于同步，重复调制段包括已知序列重复调制段Rlocal和信令序列重复调制段Rsig，已知序列重复调制段Rlocal是在基本段的已知序列段Blocal基础上进行频偏调制形成，信令序列重复调制段Rsig是在基本段的信令序列段Bsig基础上进行频偏调制形成。前导信号中的导频符号与物理信号帧的数据块内的导频符号相同。
本发明实施例提供的帧内导频具体为：按照图16的序列生成方式并根据表15提供的参数产生长度为P的导频符号。每个数据块内长度为P的导频符号由前后两段长度Pd＝P/2的导频序列构成，分别记为c1和c2。
导频序列c1和c2由相同的一段长度为NZC＝2t-1的Zadoff-Chu序列
及填充符号构成，t与Pd之间的关系为Pd＝2t。c1和c2的构成方法如下：
其中填充符号z是由比特1映射得到的BPSK符号。
Zadoff-Chu序列q的生成方法如下式所示：
其中t和u分别为Zadoff-Chu序列的阶数与根序号。exp为指数运算函数。
<协同分集>
本发明实施例提供的协同分集的具体方式为：为了提高数字广播系统的覆盖范围及接收性能，系统可以采用多个广播传输通道协同广播发送的方式，同一业务传输流(S-TS)通过具体配置保持多个广播传输通道之间的同步及分集接收。
为了合并分集接收，广播系统发送需要服从以下业务调度规则：
不同传输通道中待合并物理数据管道包含的业务传输流(S-TS)的数量及每个业务传输流(S-TS)宽度均相同，待合并管道所采用的LDPC码字的母码相同，且在各自物理信号帧中所传的LDPC码字个数相同；接收端通过物理信令信息中物理数据管道的调度周期倒计时参数进行待合并时延不敏感业务数据的调度周期对齐，实现协同分集合并接收。
<管道配置和参数>
本发明实施例提供的物理信令管道的具体情况为：物理信令管道可以固定采用QPSK方式调制，在这种情况下，本实施例中的物理信令管道的调制方式参数实际是没有出现在物理信令信息表中的；物理信令管道信令数据传输Nsi个码长7200、码率1/5的LDPC码字，携带1408*Nsi个信令数据。反之，如果物理信令管道不是固定采用某种调制方式，则需要在物理信令信息表中说明物理信令管道采用的调制方式。
物理信令按照以下方式进行编排，在物理信令管道上传输。物理信令管道的信息定义在各个相关表中给出了说明。
参考图17所示，物理信令管道的信息由固定区域信息和可变区域信息两部分构成，固定区域信息包括Nsi个1304比特的段，可变区域信息包括Nsi个104比特的段。信令数据按照每1440个比特为单位进行编排，在Nsi个LDPC码字上传输；每1440个比特物理信令又划分为2段，前1320个比特为固定信令段，包括1304比特的固定信令和16比特的CRC校验，后120个比特为可变信令段，包括104比特的可变信令和16比特的CRC校验，图17中的下图中1440比特中的前1304+16个比特即为固定信令段，后104+16个比特即为可变信令段。表16所示的物理信令管道的固定区域信息依次连续映射到固定信令段，该物理信号帧中的物理数据管道一共为Npipe个，S-TS一共为Msts个。表17所示的物理信令管道的可变区域信息依次连续映射到可变信令段。
CRC校验字的生成多项式g(x)＝x16+x12+x5+1，移位寄存器初始值为0xFFFF。CRC移位寄存器框图如图18所示。CRC16编码过程如下：首先将CRC编码器的待输入序列“sK-1,sK-2,…s0”的末尾处填充16个比特“0”，将填充0以后的新的序列“sK-1,sK-2,…s0,0,0,…0”输入至图18所示的移位寄存器中，当新序列的最后一个比特完成输入后，寄存器D15～D0中的16个比特信息即为对应的CRC校验字。
表16
表17
本发明实施例提供的物理快速管道的具体情况为：物理快速管道传输Nfc个码长7200、码率1/5的LDPC码字，携带1440*Nfc个时延敏感业务数据。
表18是物理信号帧的固定参数。
表18
表19是物理信号帧的可变参数。其中，帧索引是物理信号帧的编号，每日零点从0开始计算，用于指示当前这一帧是当天的第几帧。事件倒计时计数用于指示下一个S-TS发生的时间信息，一般用还有几帧的方式就会发生下一个S-TS的方式来标识。
表19
表20是物理数据管道的固定参数，物理数据管道的基本层的功率不变，增强层要乘以功率增强因子，具体可以参见表11。
表20
表21是物理尾管道的LDPC码率参数表，每种码率参数对应一种LDPC码，例如，码率参数“0”表示物理数据管道使用的是6/7标准码。
表21
| 码率参数 | LDPC码 | 码率参数 | LDPC码 |
| 0 | 6/7标准码 | 7 | 1/4标准码 |
| 1 | 3/4标准码 | 8 | 6/7互补码 |
| 2 | 2/3标准码 | 9 | 3/4互补码 |
| 3 | 3/5标准码 | 10 | 2/3互补码 |
| 4 | 1/2标准码 | 11 | 3/5互补码 |
| 5 | 2/5标准码 | 12 | 2/5互补码 |
| 6 | 1/3标准码 | 13 | 1/3互补码 |
表22是物理尾管道的固定参数表。
表22
表23是物理尾管道的可变参数表，其中，码字起始偏移量DStartAddress就是物理尾管道码字起始指示信息。
表23
表24是物理尾管道、物理快速管道、物理数据管道的S-TS(业务传输流)的参数表。
表24
表25是帧间交织器的分块参数表。
表25
本发明实施例提供的数字广播系统中的数字多媒体信号发送、接收方法和装置可以实现一个业务在多个不同传输通道内协同工作，以及一个传输通道内多个数据传输管道，满足多种业务的不同需求。
本发明实施例提供的数字广播系统中的数字多媒体信号发送、接收方法和装置可以提高业务覆盖范围，改善业务接收质量，同时系统能够对传输时延不敏感的业务提供QOS较高的物理数据管道进行传输，也可以为传输时延要求较高业务提供物理快速管道进行传输，使得本系统能够灵活支持各种业务的传输。
本发明实施例提供的数字广播系统中的数字多媒体信号发送、接收方法和装置，利用系统的剩余资源承载用于传输时延不敏感业务数据的物理尾管道，减少了系统资源浪费。
本领域技术人员应当明白，可以通过各种方式来实现信令数据传输设备1000。例如，可以通过指令配置处理器来实现数据传输设备1000。例如，可以将指令存储在ROM中，并且当启动设备时，将指令从ROM读取到可编程器件中来实现数据传输设备1000。例如，可以将数据传输设备1000固化到专用器件(例如ASIC)中。可以将数据传输设备1000分成相互独立的单元，或者可以将它们合并在一起实现。数据传输设备1000可以通过上述各种实现方式中的一种来实现，或者可以通过上述各种实现方式中的两种或更多种方式的组合来实现。
本领域技术人员公知的是，随着诸如大规模集成电路技术的电子信息技术的发展和软件硬件化的趋势，要明确划分计算机系统软、硬件界限已经显得比较困难了。因为，任何操作可以软件来实现，也可以由硬件来实现。任何指令的执行可以由硬件完成，同样也可以由软件来完成。对于某一机器功能采用硬件实现方案还是软件实现方案，取决于价格、速度、可靠性、存储容量、变更周期等非技术性因素。因此，对于电子信息技术领域的普通技术人员来说，更为直接和清楚地描述一个技术方案的方式是描述该方案中的各个操作。在知道所要执行的操作的情况下，本领域技术人员可以基于对所述非技术性因素的考虑直接设计出期望的产品。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程序编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (19)
1.一种数字广播系统中的数字多媒体信号发送方法，其特征在于，包括如下步骤：
发送端将来自上层的时延不敏感业务数据转换成物理数据管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理数据管道比特流进行BCH编码；对BCH编码后的物理数据管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理数据管道比特流进行块比特交织；对块比特交织后的物理数据管道比特流进行帧间交织；对帧间交织后的物理数据管道比特流进行星座映射；对星座映射后的物理数据管道比特流进行分层复用，构成物理数据管道数据符号；
发送端将来自上层的信令数据转换成物理信令管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理信令管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理信令管道比特流进行星座映射，构成物理信令管道数据符号；
发送端将来自上层的时延敏感业务数据转换成物理快速管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理快速管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理快速管道比特流进行星座映射，构成物理快速管道数据符号；
发送端将来自上层的时延不敏感业务数据转换成物理尾管道比特流后，进行扰码；对扰码后的物理尾管道比特流进行BCH编码；对BCH编码后的物理尾管道比特流进行LDPC编码；对LDPC编码后的物理尾管道比特流进行块比特交织；对块比特交织后的物理尾管道比特流进行星座映射，构成物理尾管道数据符号；
将物理信令管道数据符号和物理快速管道数据符号映射到物理信号帧的帧头数据块的数据符号资源上；
将物理数据管道数据符号映射到帧体数据块的数据符号资源上；
将物理尾管道数据符号映射到帧头数据块及帧体数据块的剩余数据符号资源上；
生成前导信号及帧内导频符号；
将前导信号、帧内导频符号、帧头数据块上的数据符号及帧体数据块上的数据符号复接在一起，组成物理信号帧；
将所述物理信号帧由基带变换到射频以发射。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信令数据包括：物理信令管道的信令信息参数、物理数据管道的信令信息参数、物理快速管道的信令信息参数、以及物理尾管道的信令信息参数；所述物理尾管道的信令信息参数包括物理尾管道码字起始指示信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物理尾管道的信令信息参数还包括所述物理尾管道的宽度信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物理尾管道的信令信息参数还包括所述物理尾管道采用的编码码率和调制方式。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述物理信令管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理信令管道的码字个数、码字长度和调制方式；
所述物理快速管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理快速管道的码字个数、码字长度和调制方式；
所述物理数据管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理数据管道的数量、每个物理数据管道承载的业务传输流的数量、每个物理数据管道的管道宽度、调制方式、编码码率、帧间交织深度参数、分层复用参数、协同分集指示、每个业务传输流的标识以及业务传输流的宽度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送端采用多个广播传输信道协同广播发送方式。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将帧体数据块上的数据符号进行帧内交织的步骤。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述前导信号含有关于指示物理信号帧的数据块类型的信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数据块类型用于指示物理信号帧的以下参数：物理信号帧的数据块的个数、帧头数据块的个数、数据块的长度、每个数据块中包含的导频符号个数及数据组个数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述数据块类型还用于指示物理信号帧的以下参数：帧内交织的交织矩阵行数和列数。
11.一种数字广播系统中的数字多媒体信号接收方法，其特征在于，包括如下步骤：
将来自射频的信号变换到基带信号，对基带信号进行定时同步和载波同步；
对同步后的信号，进行信道估计和均衡；
通过解星座映射、LDPC译码、解扰码，将物理信令管道承载的信令数据提取出来；
通过解星座映射、LDPC译码、解扰码，将物理快速管道承载的时延敏感业务数据提取出来；
通过解复用、解星座映射、解帧间交织、解块比特交织、LDPC译码、BCH译码、解扰码，将物理数据管道承载的时延不敏感业务数据提取出来；
通过解星座映射、解块比特交织、LDPC译码、BCH译码、解扰码，将物理尾管道承载的时延不敏感业务数据提取出来；
将信令数据、时延敏感业务数据、以及时延不敏感业务数据发送给上层。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述信令数据包括：物理信令管道的信令信息参数、物理数据管道的信令信息参数、物理快速管道的信令信息参数、以及物理尾管道的信令信息参数；所述物理尾管道的信令信息参数包括物理尾管道码字起始指示信息。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述物理尾管道的信令信息参数还包括所述物理尾管道的宽度信息。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述物理尾管道的信令信息参数还包括所述物理尾管道采用的编码码率和调制方式。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
所述物理信令管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理信令管道的码字个数、码字长度和调制方式；
所述物理快速管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理快速管道的码字个数、码字长度和调制方式；
所述物理数据管道的信令信息参数包括该物理信号帧中的物理数据管道的数量、每个物理数据管道承载的业务传输流的数量、每个物理数据管道的管道宽度、调制方式、编码码率、帧间交织深度参数、分层复用参数、协同分集指示、每个业务传输流的标识以及业务传输流的宽度。
16.根据权利要求11-15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据同步到的前导信号解析出基带信号的物理信号帧的数据块类型的步骤；
所述数据块类型用于指示物理信号帧的以下参数：物理信号帧的数据块的个数、帧头数据块的个数、数据块的长度、每个数据块中包含的导频符号个数及数据组个数。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述数据块类型还用于指示物理信号帧的以下参数：帧内交织的交织矩阵行数和列数；
通过解帧内交织、解复用、解星座映射、解帧间交织、解块比特交织、LDPC译码、BCH译码、解扰码，将物理数据管道承载的时延不敏感业务数据提取出来；
通过解帧内交织、解星座映射、解块比特交织、LDPC译码、BCH译码、解扰码，将物理尾管道承载的时延不敏感业务数据提取出来。
18.一种数字广播系统中的数字多媒体信号发送装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-10任一项所述的方法。
19.一种数字广播系统中的数字多媒体信号接收装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求11-17任一项所述的方法。
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