CN113162884A - 基于旋转星座图与正交延时技术的5g广播通信方法及系统 - Google Patents
基于旋转星座图与正交延时技术的5g广播通信方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方法及系统，包括：发送步骤和接收步骤；所述发送步骤包括：将输入的信息比特经过比特编码步骤得到比特流，将比特流经过调制步骤得到符号流，符号流经过成帧步骤得到帧数据，将帧数据经过信道，传输至接收步骤；所述接收步骤包括：信道传输得到的帧数据经过解帧步骤得到符号流，符号流经过解调步骤得到比特流，比特流经过比特译码步骤得到输出的信息比特，完成5G广播通信。本发明通过旋转星座图与正交时延技术对抗恶劣的信道条件，提高接收端对衰落信道条件的鲁棒性，使得比特编码调制系统的容错性能得到更好的提升。
Description
技术领域
本发明涉及数字电视技术领域，具体地，涉及一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方法及系统。尤其地，涉及一种基于旋转星座图与正交延时技术的适用于5G广播系统rooftop和car-mounted接收模式下的通信方式。
背景技术
5G广播通信的出现不仅对传统的数字地面广播技术带来挑战，也为广播电视移动接收迎来全新的机遇。5G将支持移动视频、超高清、增强现实和虚拟现实等业务，但面对大规模用户的多媒体业务急剧增长，爆炸式的流量消耗将极大影响用户访问移动通信网络的服务质量。为了满足人们对通信数据传输速率与移动通信质量越来越高的要求，基于LTE(Long Term Evolution，长期演进)的eMBMS(Evolved Multimedia BroadcastMulticastServices，增强型广播与组播)，以及其在Rel－14的演进版本EnTV(Enhancementfor TV Service)，为解决这一矛盾提供了思路。
广播通信中，无线信道自身的特性使其信道条件非常复杂。由于传播路径不同，反射体的性质不同，使得到达接收点的各反射波的幅度和相位都是随机的。可能存在的直射波和众多不同路径的反射波，在较小范围内不同位置的场强有时同相相加而变大，有时反相抵消而变小，形成驻波分布。而在移动通信环境中，即使周围环境不变，移动台在驻波场中的快速移动，也会造成接收天线接收的合成波的幅度快速和大范围的变化。这就形成了接收机所接收信号的多径衰落现象。为了对抗恶劣的信道条件，提高接收端对衰落信道条件的鲁棒性，旋转星座图与正交时延技术开始在比特交织编码调制系统中使用，使得系统的容错性能得到更好的提升。
专利文献CN101582739A(申请号：200810126458.6)公开了一种数字广播信号的发送装置,包括:至少一个第一编码单元,每个第一编码单元用于对一个子信道中的数据进行前向纠错编码；至少一个时域交织单元,每个时域交织单元接收一个第一编码单元输出的数据,对编码后的数据进行时域交织；第一复用单元,用于将各时域交织单元输出的交织后的数据复用成MSC数据；第二编码单元,用于对第二组数据进行前向纠错编码,获得FIC数据；差分调制单元,用于采第一调制方式对FIC数据进行差分调制,采用第二调制方式对MSC数据进行差分调制；其中,第一调制方式的调制级别低于第二调制方式的调制级别；和帧生成发送单元,利用差分调制单元生成的差分调制符号序列生成信号单元传输帧并发送所述信号单元传输帧。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方法及系统。
根据本发明提供的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方法，包括：发送步骤和接收步骤；
所述发送步骤包括：将输入的信息比特经过比特编码步骤得到比特流，将比特流经过调制步骤得到符号流，符号流经过成帧步骤得到帧数据，将帧数据经过信道，传输至接收步骤；
所述接收步骤包括：信道传输得到的帧数据经过解帧步骤得到符号流，符号流经过解调步骤得到比特流，比特流经过比特译码步骤得到输出的信息比特，完成5G广播通信。
优选地，所述调制步骤包括：旋转星座图映射步骤和正交延时步骤；
将比特流经过旋转星座图映射步骤后得到符号流，将符号流经过正交延时步骤后得到新的符号流。
优选地，所述旋转星座图映射步骤包括：所述旋转星座图映射步骤包括根据星座图旋转度数进行星座图调制；所述星座图调制分别对应不同的旋转角度；
所述星座图调制方式包括QPSK、16QAM、64QAM、256QAM。
优选地，所述正交延时步骤包括：旋转星座图映射步骤后的符号流进行正交延时步骤后得到新的符号流表达式如下：
G＝(g0,g1,…,gN-1) (1)
g0＝Re(RRQDf0)+jIm(RRQDfN-1), (2)
gq＝Re(RRQDfq)+jIm(RRQDfq-1),q＝1,2,…,N-1, (3)
其中，G表示旋转星座图映射后的符号流进行正交延时后得到的新符号流；gN-1表示新符号流的第N个符号数据；下标N表示新符号流的符号数据总数；g0表示新符号流的第1个符号数据；gq表示新符号流的第(1+q)个符号数据；j表示虚数单位；fN-1表示原符号流的第N个符号数据；
Φ为所述星座图调制方式相应的旋转角度，F＝(f0,f1,…,fN-1)，为对比特编码后的比特流依照旋转星座图进行星座映射得到符号流。
优选地，所述解调步骤包括：正交延时步骤和旋转星座图解映射步骤；
所述正交延时步骤包括对经过解帧步骤后得到的符号流进行正交延时步骤，得到新的符号流软值数据；
所述经过解调步骤中正交延时步骤得到新的符号流软值数据是所述调制步骤中正交延时步骤的逆过程；
所述旋转星座图解映射步骤包括对经过正交延时步骤后得到新的符号流软值数据进行旋转星座图解映射步骤，得到比特软值数据，即比特流。
本发明提供的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信系统，包括：发送模块和接收模块；
所述发送模块包括：将输入的信息比特经过比特编码模块得到比特流，将比特流经过调制模块得到符号流，符号流经过成帧模块得到帧数据，将帧数据经过信道，传输至接收模块；
所述接收模块包括：信道传输得到的帧数据经过解帧模块得到符号流，符号流经过解调模块得到比特流，比特流经过比特译码模块得到输出的信息比特，完成5G广播通信。
优选地，所述调制模块包括：旋转星座图映射模块和正交延时模块；
将比特流经过旋转星座图映射模块后得到符号流，将符号流经过正交延时模块后得到新的符号流。
优选地，所述旋转星座图映射模块包括：所述旋转星座图映射模块包括根据星座图旋转度数进行星座图调制；所述星座图调制分别对应不同的旋转角度；
所述星座图调制方式包括QPSK、16QAM、64QAM、256QAM。
优选地，所述正交延时模块包括：旋转星座图映射模块后的符号流进行正交延时模块后得到新的符号流表达式如下：
G＝(g0,g1,…,gN-1) (1)
g0＝Re(RRQDf0)+jIm(RRQDfN-1), (2)
gq＝Re(RRQDfq)+jIm(RRQDfq-1),q＝1,2,…,N-1, (3)
其中，G表示旋转星座图映射后的符号流进行正交延时后得到的新符号流；gN-1表示新符号流的第N个符号数据；下标N表示新符号流的符号数据总数；g0表示新符号流的第1个符号数据；gq表示新符号流的第(1+q)个符号数据；j表示虚数单位；fN-1表示原符号流的第N个符号数据；
Φ为所述星座图调制方式相应的旋转角度，F＝(f0,f1,…,fN-1)，为对比特编码后的比特流依照旋转星座图进行星座映射得到符号流。
优选地，所述解调模块包括：正交延时模块和旋转星座图解映射模块；
所述正交延时模块包括对经过解帧模块后得到的符号流进行正交延时模块，得到新的符号流软值数据；
所述经过解调模块中正交延时模块得到新的符号流软值数据是所述调制模块中正交延时模块的逆过程；
所述旋转星座图解映射模块包括对经过正交延时模块后得到新的符号流软值数据进行旋转星座图解映射模块，得到比特软值数据，即比特流。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明适用于5G广播系统中LPLT、MPMT和HPHT场景下rooftop和car-mounted接收模式的通信方式；
2、通过旋转星座图与正交时延技术对抗恶劣的信道条件，提高接收端对衰落信道条件的鲁棒性，使得比特编码调制系统的容错性能得到更好的提升。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为5G广播系统通信方式的具体实施方式的流程示意图；
图2为本发明的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方式中发送端的调制部分采用旋转星座图与正交延时技术的具体实施方式的流程示意图；
图3为本发明的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方式中接收端的解调部分采用旋转星座图与正交延时技术的具体实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明的目的是提供一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方式。本发明提供了一种适用于5G广播系统rooftop和car-mounted接收模式下的基于旋转星座图与正交延时技术的通信方式，用来支持LPLT、MPMT和HPHT场景下的稳定接收需求。
本发明提供的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方法，包括：发送步骤和接收步骤；5G广播系统通信方式的具体实施方式的流程示意图如图1所示。
所述发送步骤包括：将输入的信息比特经过比特编码步骤得到比特流，将比特流经过调制步骤得到符号流，符号流经过成帧步骤得到帧数据，将帧数据经过信道，传输至接收步骤；
具体地，如图2所示所述调制步骤包括：旋转星座图映射步骤和正交延时步骤；
将比特流经过旋转星座图映射步骤后得到符号流，将符号流经过正交延时步骤后得到新的符号流。
具体地，所述旋转星座图映射步骤包括：所述旋转星座图映射步骤包括根据星座图旋转度数进行星座图调制；所述星座图调制分别对应不同的旋转角度；
所述星座图调制方式包括QPSK、16QAM、64QAM、256QAM。
此处四种调制方式“QPSK、16QAM、64QAM和256QAM”，即为“星座点数分别为4、16、64、256的正交幅度调制”。
所述星座图调制方式为QPSK，相应的旋转角度Φ＝29°。
所述星座图调制方式为16QAM，相应的旋转角度Φ＝16.8°。
所述星座图调制方式为64QAM，相应的旋转角度Φ＝8.6°。
所述星座图调制方式为256QAM，相应的旋转角度Φ＝3.6°。
具体地，所述正交延时步骤包括：旋转星座图映射步骤后的符号流进行正交延时步骤后得到新的符号流表达式如下：
G＝(g0,g1,…,gN-1) (1)
g0＝Re(RRQDf0)+jIm(RRQDfN-1), (2)
gq＝Re(RRQDfq)+jIm(RRQDfq-1),q＝1,2,…,N-1, (3)
其中，G表示旋转星座图映射后的符号流进行正交延时后得到的新符号流；gN-1表示新符号流的第N个符号数据；下标N表示新符号流的符号数据总数；g0表示新符号流的第1个符号数据；gq表示新符号流的第(1+q)个符号数据；j表示虚数单位；fN-1表示原符号流的第N个符号数据；
Φ为所述星座图调制方式相应的旋转角度，F＝(f0,f1,…,fN-1)，为对比特编码后的比特流依照旋转星座图进行星座映射得到符号流。
所述接收步骤包括：信道传输得到的帧数据经过解帧步骤得到符号流，符号流经过解调步骤得到比特流，比特流经过比特译码步骤得到输出的信息比特，完成5G广播通信。
具体地，如图3所示所述解调步骤包括：正交延时步骤和旋转星座图解映射步骤；
所述正交延时步骤包括对经过解帧步骤后得到的符号流进行正交延时步骤，得到新的符号流软值数据；
所述经过解调步骤中正交延时步骤得到新的符号流软值数据是所述调制步骤中正交延时步骤的逆过程；
所述旋转星座图解映射步骤包括对经过正交延时步骤后得到新的符号流软值数据进行旋转星座图解映射步骤，得到比特软值数据，即比特流。
本发明提供的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信系统，包括：发送模块和接收模块；5G广播系统通信方式的具体实施方式的流程示意图如图1所示。
所述发送模块包括：将输入的信息比特经过比特编码模块得到比特流，将比特流经过调制模块得到符号流，符号流经过成帧模块得到帧数据，将帧数据经过信道，传输至接收模块；
具体地，如图2所示所述调制模块包括：旋转星座图映射模块和正交延时模块；
将比特流经过旋转星座图映射模块后得到符号流，将符号流经过正交延时模块后得到新的符号流。
具体地，所述旋转星座图映射模块包括：所述旋转星座图映射模块包括根据星座图旋转度数进行星座图调制；所述星座图调制分别对应不同的旋转角度；
所述星座图调制方式包括QPSK、16QAM、64QAM、256QAM。
此处四种调制方式“QPSK、16QAM、64QAM和256QAM”，即为“星座点数分别为4、16、64、256的正交幅度调制”。
所述星座图调制方式为QPSK，相应的旋转角度Φ＝29°。
所述星座图调制方式为16QAM，相应的旋转角度Φ＝16.8°。
所述星座图调制方式为64QAM，相应的旋转角度Φ＝8.6°。
所述星座图调制方式为256QAM，相应的旋转角度Φ＝3.6°。
具体地，所述正交延时模块包括：旋转星座图映射模块后的符号流进行正交延时模块后得到新的符号流表达式如下：
G＝(g0,g1,…,gN-1) (1)
g0＝Re(RRQDf0)+jIm(RRQDfN-1), (2)
gq＝Re(RRQDfq)+jIm(RRQDfq-1),q＝1,2,…,N-1, (3)
其中，G表示旋转星座图映射后的符号流进行正交延时后得到的新符号流；gN-1表示新符号流的第N个符号数据；下标N表示新符号流的符号数据总数；g0表示新符号流的第1个符号数据；gq表示新符号流的第(1+q)个符号数据；j表示虚数单位；fN-1表示原符号流的第N个符号数据；
Φ为所述星座图调制方式相应的旋转角度，F＝(f0,f1,…,fN-1)，为对比特编码后的比特流依照旋转星座图进行星座映射得到符号流。
所述接收模块包括：信道传输得到的帧数据经过解帧模块得到符号流，符号流经过解调模块得到比特流，比特流经过比特译码模块得到输出的信息比特，完成5G广播通信。
具体地，如图3所示所述解调模块包括：正交延时模块和旋转星座图解映射模块；
所述正交延时模块包括对经过解帧模块后得到的符号流进行正交延时模块，得到新的符号流软值数据；
所述经过解调模块中正交延时模块得到新的符号流软值数据是所述调制模块中正交延时模块的逆过程；
所述旋转星座图解映射模块包括对经过正交延时模块后得到新的符号流软值数据进行旋转星座图解映射模块，得到比特软值数据，即比特流。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方法，其特征在于，包括：发送步骤和接收步骤；
所述发送步骤包括：将输入的信息比特经过比特编码步骤得到比特流，将比特流经过调制步骤得到符号流，符号流经过成帧步骤得到帧数据，将帧数据经过信道，传输至接收步骤；
所述接收步骤包括：信道传输得到的帧数据经过解帧步骤得到符号流，符号流经过解调步骤得到比特流，比特流经过比特译码步骤得到输出的信息比特，完成5G广播通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方法，其特征在于，所述调制步骤包括：旋转星座图映射步骤和正交延时步骤；
将比特流经过旋转星座图映射步骤后得到符号流，将符号流经过正交延时步骤后得到新的符号流。
3.根据权利要求2所述的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方法，其特征在于，所述旋转星座图映射步骤包括：所述旋转星座图映射步骤包括根据星座图旋转度数进行星座图调制；所述星座图调制分别对应不同的旋转角度；
所述星座图调制方式包括QPSK、16QAM、64QAM、256QAM。
4.根据权利要求2所述的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方法，其特征在于，所述正交延时步骤包括：旋转星座图映射步骤后的符号流进行正交延时步骤后得到新的符号流表达式如下：
G＝(g0,g1,…,gN-1) (1)
g0＝Re(RRQDf0)+jIm(RRQDfN-1), (2)
gq＝Re(RRQDfq)+jIm(RRQDfq-1),q＝1,2,…,N-1, (3)
其中，G表示旋转星座图映射后的符号流进行正交延时后得到的新符号流；gN-1表示新符号流的第N个符号数据；下标N表示新符号流的符号数据总数；g0表示新符号流的第1个符号数据；gq表示新符号流的第(1+q)个符号数据；j表示虚数单位；fN-1表示原符号流的第N个符号数据；
Φ为所述星座图调制方式相应的旋转角度，F＝(f0,f1,…,fN-1)，为对比特编码后的比特流依照旋转星座图进行星座映射得到符号流。
5.根据权利要求1所述的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信方法，其特征在于，所述解调步骤包括：正交延时步骤和旋转星座图解映射步骤；
所述正交延时步骤包括对经过解帧步骤后得到的符号流进行正交延时步骤，得到新的符号流软值数据；
所述经过解调步骤中正交延时步骤得到新的符号流软值数据是所述调制步骤中正交延时步骤的逆过程；
所述旋转星座图解映射步骤包括对经过正交延时步骤后得到新的符号流软值数据进行旋转星座图解映射步骤，得到比特软值数据，即比特流。
6.一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信系统，其特征在于，包括：发送模块和接收模块；
所述发送模块包括：将输入的信息比特经过比特编码模块得到比特流，将比特流经过调制模块得到符号流，符号流经过成帧模块得到帧数据，将帧数据经过信道，传输至接收模块；
所述接收模块包括：信道传输得到的帧数据经过解帧模块得到符号流，符号流经过解调模块得到比特流，比特流经过比特译码模块得到输出的信息比特，完成5G广播通信。
7.根据权利要求6所述的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信系统，其特征在于，所述调制模块包括：旋转星座图映射模块和正交延时模块；
将比特流经过旋转星座图映射模块后得到符号流，将符号流经过正交延时模块后得到新的符号流。
8.根据权利要求7所述的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信系统，其特征在于，所述旋转星座图映射模块包括：所述旋转星座图映射模块包括根据星座图旋转度数进行星座图调制；所述星座图调制分别对应不同的旋转角度；
所述星座图调制方式包括QPSK、16QAM、64QAM、256QAM。
9.根据权利要求7所述的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信系统，其特征在于，所述正交延时模块包括：旋转星座图映射模块后的符号流进行正交延时模块后得到新的符号流表达式如下：
G＝(g0,g1,…,gN-1) (1)
g0＝Re(RRQDf0)+jIm(RRQDfN-1), (2)
gq＝Re(RRQDfq)+jIm(RRQDfq-1),q＝1,2,…,N-1, (3)
其中，G表示旋转星座图映射后的符号流进行正交延时后得到的新符号流；gN-1表示新符号流的第N个符号数据；下标N表示新符号流的符号数据总数；g0表示新符号流的第1个符号数据；gq表示新符号流的第(1+q)个符号数据；j表示虚数单位；fN-1表示原符号流的第N个符号数据；
Φ为所述星座图调制方式相应的旋转角度，F＝(f0,f1,…,fN-1)，为对比特编码后的比特流依照旋转星座图进行星座映射得到符号流。
10.根据权利要求6所述的一种基于旋转星座图与正交延时技术的5G广播通信系统，其特征在于，所述解调模块包括：正交延时模块和旋转星座图解映射模块；
所述正交延时模块包括对经过解帧模块后得到的符号流进行正交延时模块，得到新的符号流软值数据；
所述经过解调模块中正交延时模块得到新的符号流软值数据是所述调制模块中正交延时模块的逆过程；
所述旋转星座图解映射模块包括对经过正交延时模块后得到新的符号流软值数据进行旋转星座图解映射模块，得到比特软值数据，即比特流。
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|---|---|---|---|
| CN202010013060.2A CN113162884A (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 基于旋转星座图与正交延时技术的5g广播通信方法及系统 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101778079A (zh) * | 2010-03-03 | 2010-07-14 | 宁波大学 | 一种多媒体广播无线信号抗干扰传输方法 |
| CN101848061A (zh) * | 2010-05-13 | 2010-09-29 | 清华大学 | 星座图受限的扩展编码调制方法、解调解码方法及其系统 |
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2020
- 2020-01-07 CN CN202010013060.2A patent/CN113162884A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210723 |
|
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