CN113765837B

CN113765837B - 窄带数据广播的调制方法与系统、设备及存储介质

Info

Publication number: CN113765837B
Application number: CN202111321155.1A
Authority: CN
Inventors: 唐焰; 宫丰奎; 李果; 朱钧; 肖剑; 熊元希
Original assignee: Hunan Spatiotemporal Benchmark Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Spatiotemporal Benchmark Technology Co ltd
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2041-11-09
Also published as: CN113765837A

Abstract

本发明公开了一种窄带数据广播的调制方法与系统，包括将业务数据比特流调制成一组数据复数符号；确定业务数据的OFDM符号中可用的有效子载波；确定有效子载波中导频位置；根据不同的工作频谱模式由伪随机序列生成器生成导频数据，并经映射调制成导频符号；将导频符号填充至有效子载波的导频位置，在剩余的有效子载波中按照顺序填充数据复数符号，在虚拟子载波中填充零复数符号；对填充后的子载波进行IFFT变换生成时域OFDM符号，在时域OFDM符号上加上循环前缀形成完整的数据OFDM符号。相比CDR和HDradio，NBB采用的导频图案和有效子载波矩阵更加优化，在同样的频谱资源的情况下，NBB传输的有效数据更多。

Description

窄带数据广播的调制方法与系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种窄带数据广播的调制方法与系统、设备及存储介质。

背景技术

随着全球卫星导航GNSS技术不断发展，几米至十几米的卫星导航标准定位精度已经不能满足用户对高精度定位的需求。利用GNSS观测误差的空间和时间相关特性可有效提高定位精度的差分GNSS技术得到了广泛应用。目前差分GNSS设备多以伪距差分GNSS和载波相位差分GNSS为主，其定位精度分别可以达到亚米级和厘米级。随着差分卫星导航定位领域的快速发展，诸如实时动态载波相位技术、网络动态载波相位技术等应运而生；与此同时，基于网络动态载波相位技术的连续运行参考站系统在世界各国快速发展，该领域的理论技术成果在实际生活、生产应用中得到了极大的应用，有效提高了卫星导航定位的精确度，改善了用户的使用体验。连续运行参考站系统中传送的差分数据主要以RTCM（RadioTechnical Commission for Maritime services,国际海运事业无线电技术委员会制定的差分定位信号数据格式）协议的规则进行编码。目前主流的高精度定位服务传输差分数据的方式基于 Ntrip（Networked Transport of RTCM via Internet Protocol,通过互联网进行RTCM网络传输的协议）协议在互联网中传送、共享数据信息。

随着智能驾驶技术和智慧城市的发展，各行各业对高精度定位服务的需求越来越普及，高精度定位的用户数量也越来越大。未来高精度定位不但是专业领域的需求，普通消费者也需要高精度定位。基于未来对高精度定位的普及预期，目前这种通过互联网（终端用户通常通过4G、5G等无线网络）传输差分数据的方式在大规模商用后将会产生很多问题，影响高精度定位服务的普及。于是使用调频数字广播技术传输差分数据的方法被提出来了，新技术将能够解决在未来高精度定位服务普及过程中现有技术遇到的一些问题和瓶颈。为了描述方便，将使用互联网传输差分数据的技术称为网络差分技术，将使用调频数字广播技术传输差分数据的技术称为广播差分技术。

网络差分技术采用client-server模式访问服务器建立链接，上报终端用户的大概位置，由服务器实时生成用户位置处的差分数据，终端通过Ntrip协议从服务获取差分数据，终端获取差分数据后进行高精度定位解算获取高精度位置信息。这种client-server访问模式，当海量用户服务是并发访问易形成拥塞。广播差分技术采用广播单点对多点的传输方式，由数据中心按照固定的时间周期定时生成服务区域内各处的差分数据，形成差分数据组，通过广播站不停的将差分数据组播发给服务区域内的所有用户，用户不需要上报位置，开机即可不间断接收广播播发的差分数据组，在终端根据自己的位置选取差分数据组中最满足自己高精度定位需求的某个差分数据，终端获取差分数据后进行高精度定位解算获取高精度位置信息。

网络差分技术利用现有的移动网络，每一个终端使用移动网络时都产生网络使用成本，海量用户使用移动网络综合起来就是巨大的成本。广播差分技术在差分数据传输过程中采用单点对多点传输，理论上在服务区域内一个用户和无限用户的传输成本是一样的，以极少的固定成本可以服务无限的用户数量。当海量用户出现时，广播差分技术在网络传输成本上将形成巨大的成本优势。

网络差分技术使用的4G、5G移动网络，因基站用户容量、用户并发访问等原因易产生网络延迟大甚至发生网络拥塞，造成差分数据传输延迟不稳定，传输时延大。现有4G、5G移动网络往往采用蜂窝网络，对于高速移动的用户在移动网络中不同的基站间快速的切换，在基站切换时，网络通讯的时延是不稳定的，有时还会出现问题超长延迟。卫星导航差分数据是对传输延迟稳定性和传输延迟大小都很敏感的数据，传输延迟不稳定不利于高精度解算算法进行深度优化，传输延迟过大会造成差分龄期超时使定位精度下降。广播差分技术使用广播技术，一个广播站的服务区域很大，在服务区域内广播信号连续覆盖整个区域，调频广播载波频率低，穿透力强，信号覆盖效果好。在服务区域内，广播信号到达每个用户的时延几乎是相同，保障了差分龄期的稳定性。调频数字广播技术-窄带数据广播（NBB）专门为传输差分数据而设计，NBB广播传输延迟极小，从而使差分龄期最优化。对于高速移动的用户，广播差分技术中也不会因为基站的频繁切换而造成差分龄期不稳定甚至超期。在4G、5G移动网络覆盖不佳的区域，调频广播技术的覆盖优势更明显。广播差分技术可靠性可用性更高。

网络差分技术在终端用户获取差分数据时必须先上传用户的概略位置，服务器在收到用户位置后才能给用户生成差分数据并通过网络下发给用户。网络差分技术用户必须上传自己的位置信息，对数据安全不利，对用户的隐私保护不利。广播差分技术采用广播传输技术，单向连接，用户无需上传任何信息，广播站不收集任何用户信息，数据安全性和用户信息私密性得到更好的保障。

网络差分技术使用的4G、5G移动网络，因其主要用户都位于地面，为了提升覆盖效率，移动网络的网络优化都是针对地面方向，对于空中方向，移动通讯的网络质量是无法保障的，甚至大部分区域都是无法正常通讯的。调频广播是全向天线覆盖，地面和空中的信号全域覆盖。对于无人机等需要在低空飞行的设备，它们使用高精度定位服务，差分数据传输采用移动网络，通讯无法得到保障，采用广播技术传输差分数据，空中和地面的服务是一致的。广播差分技术在低空覆盖上具有绝对的优势。

广播技术在差分数据传输上具有诸多优势，采用广播传输差分数据将是高精度定位服务更优化更实用更能满足。但也不是所有的广播技术都适合传输差分数据，窄带数据广播，简称为NBB（Narrow Band data Broadcast）专为传输卫星导航定位地基增强差分数据为设计，使用NBB传输差分数据才能使发挥出广播技术的优势。

NBB技术是基于调频频带开发的一种寄生调频广播技术，下面将简单讲述这种新型广播技术与其它的寄生调频广播技术的差异以及技术优势。

传统的FM音频信号传输通常只用到了FM频带内的一部分带宽，利用模拟调制技术传输声音信号。为了利用FM的剩余频谱资源，在FM发展中人们设计了多种数字调制技术在FM的带内或带外传输数据，实现了FM频段数字信号和模拟信号同时同频段播发，有效的利用了FM频谱资源。FM带内比较著名的数字传输标准有RDS和DARC，FM带外比较著名的传输标准有美国的HDradio和中国的CDR，如图1所示。

RDS、DARC和FMextra等FM带内数字传输系统被称为数字副载波通讯系统，可以直接通过SCA副载波接口接入FM激励器，目前市面上大部分的FM激励器都支持SCA接口。部分的FM激励器内嵌支持RDS调制器、DARC调制器，可直接使用，没有内嵌支持的数字副载波通讯系统可通过SCA口接入FM激励器。

HDradio、CDR和NBB等技术利用FM带外频率传输数字信号，可称为FM带外数字传输系统。

HDradio和CDR是专为数字音频广播开发的数字传输系统。数字音频广播是调幅和调频广播之后的第三代广播，它全部采用数字处理方式进行音频广播。数字音频广播已经成为广播发展的必然趋势。数字技术的引用可以有效改善音频广播的声音质量，提高频谱利用率，有效降低发射机功率，减少电磁污染。HDradio和CDR广播在保持现有设备和频率划分不变，尽量不干扰现有模拟广播的情况下，利用现有模拟广播频道之间的空闲频率资源进行数字音频广播。在一段时间内，HDradio和CDR数字音频广播将会与模拟FM音频广播共存同播，并逐步平滑过渡到数字音频广播时代。

NBB数字广播技术与HDradio和CDR，虽同为FM带外数字传输系统，且主体技术架构均采用COFDM调制方式，但NBB并不是为数字音频广播设计。NBB数字广播技术为传输卫星导航差分数据专门设计的数据传输系统，NBB相比HDradio和CDR技术，具有更低传输延迟，更高的数据组织灵活性，更高的传输效率，更适合传输卫星导航差分数据。

HDradio和CDR都采用较长的信号帧长和较长的交织块，使数字信号的调制和解调的延迟比较大，不适合差分数据对传输延迟高的要求。HDradio和CDR技术为音频传输定制接口协议，帧结构与音频传输强相关，在数据组织上与差分数据的多样的数据格式对接不灵活，对接效率不高，易出现传输数据帧空转，浪费传输带宽。HDradio和CDR技术在设计结构上均分成控制数据传输通道和业务数据传输通道，这种结构设计满足了数字音频广播中的通道划分要求，控制数据传输通道传输配置信息和节目信息，业务数据传输通道传输音频数据流。这种双通道设计对于差分数据传输存在较大的浪费，差分数据传输只能利用业务数据传输通道，控制数据传输通道不能传输有效信息。HDradio和CDR技术在传输差分数据时效率不高。HDradio采用纠错能力较弱的纠错编码，传输抗干扰能力不足。CDR在频谱利用设计上划分比较粗，不能充分利用FM的带外频谱，降低了传输系统的频谱利用率。

NBB技术专为传输差分数据而设计，采用更短的帧结构和更小的交织块结构，使数字信号的调制和解调的延迟比较小，更好的满足差分数据对传输延迟高的要求。NBB技术在帧结构和接口协议上更加灵活，可实现与差分数据的数据结构更高效的对接，提升系统传输效率。NBB技术采用了不同于HDradio和CDR的单传输通道的模式，全部通道资源都可以用来传输差分数据，传输效率高。NBB采用LDPC纠错编码比HDradio采用的卷积编码纠错能力更强，抗干扰能力更强，接收效果更好。NBB采用比CDR更灵活更细致的频谱模式，频谱利用率更高，未来可扩展性更强。

HDradio、CDR、NBB三种技术虽然都是寄生调频广播技术，但是HDradio、CDR这两种广播技术并不适合传输差分数据。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种窄带数据广播的调制方法与系统、设备及存储介质，相比CDR和HDradio，NBB采用的导频图案和有效子载波矩阵更加优化，在相同的频谱资源情况下，NBB传输的有效数据更多。

第一方面，本发明提供了一种窄带数据广播的调制方法，包括以下步骤：

步骤1：将业务数据比特流根据星座映射法调制成一组数据复数符号；

步骤2：根据不同的工作频谱模式确定业务数据的OFDM符号中可用的有效子载波；

步骤3：根据不同的工作频谱模式与所述有效子载波的映射关系，确定所述有效子载波中导频位置；

步骤4：根据不同的工作频谱模式由伪随机序列生成器生成导频数据，并经QPSK映射调制成导频符号；

步骤5：根据所述步骤3中导频位置，将所述步骤4的导频符号填充至有效子载波中，在剩余的有效子载波中按照顺序填充所述步骤1的数据复数符号，在虚拟子载波中填充零复数符号；

步骤6：对填充后的子载波进行IFFT变换生成时域OFDM符号，在所述时域OFDM符号上加上循环前缀形成完整的数据OFDM符号。

进一步地，所述步骤1中，星座映射法包括QPSK星座映射和16QAM星座映射；

所述QPSK星座映射的具体操作过程为：每次将业务数据比特流中的两个比特映射到符号星座图中，完成后进行下一轮映射，直到完成业务数据比特流中所有比特的映射；

所述16QAM星座映射的具体操作过程为：每次将业务数据比特流中的四个比特映射到符号星座图中，完成后进行下一轮映射，直到完成业务数据比特流中所有比特的映射。

进一步地，所述步骤2中，工作频谱模式包括A类频谱和B类频谱；

所述A类频谱包括频谱模式A1~A16，其中：

频谱模式A1的下边带频率范围为﹣200KHz~﹣150KHz、上边带频率范围为150KHz~200KHz、包含子带数为2、带宽为100KHz、有效子载波数为248；

频谱模式A2的下边带频率范围为﹣250KHz~﹣150KHz、上边带频率范围为150KHz~250KHz、包含子带数为4、带宽为200KHz、有效子载波数为496；

频谱模式A5的下边带频率范围为﹣150KHz~﹣100KHz、上边带频率范围为100KHz~150KHz、包含子带数为2、带宽为100KHz、有效子载波数为248；

频谱模式A6的下边带频率范围为﹣200KHz~﹣100KHz、上边带频率范围为100KHz~200KHz、包含子带数为4、带宽为200KHz、有效子载波数为496；

频谱模式A9的下边带频率范围为﹣200KHz~﹣130KHz、上边带频率范围为130KHz~200KHz、包含子带数为2.5、带宽为140KHz、有效子载波数为312；

频谱模式A10的下边带频率范围为﹣250KHz~﹣130KHz、上边带频率范围为130KHz~250KHz、包含子带数为4.5、带宽为240KHz、有效子载波数为560；

频谱模式A3、A4、A7、A8、A11~A16均保留；

所述B类频谱包括频谱模式B1~B8，其中：

频谱模式B1的下边带频率范围为﹣50KHz~0KHz、上边带频率范围为0KHz~50KHz、包含子带数为2、带宽为100KHz、有效子载波数为248；

频谱模式B2的下边带频率范围为﹣100KHz~0KHz、上边带频率范围为0KHz~100KHz、包含子带数为4、带宽为200KHz、有效子载波数为496；

频谱模式B3的下边带频率范围为﹣150KHz~0KHz、上边带频率范围为0KHz~150KHz、包含子带数为6、带宽为300KHz、有效子载波数为744；

频谱模式B4的下边带频率范围为﹣200KHz~0KHz、上边带频率范围为0KHz~200KHz、包含子带数为8、带宽为400KHz、有效子载波数为992；

频谱模式B5的下边带频率范围为﹣250KHz~0KHz、上边带频率范围为0KHz~250KHz、包含子带数为10、带宽为500KHz、有效子载波数为1240；

频谱模式B6~B8均保留。

进一步地，所述频谱模式A1的子带SBU4对应的频率范围为200KHz~150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501~378；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz~﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378~﹣501；

所述频谱模式A2的子带SBU5对应的频率范围为250KHz~200KHz，子带SBU5中有效子载波索引号为626~503；子带SBU4对应的频率范围为200KHz~150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501~378；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz~﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378~﹣501；子带SBL5对应的频率范围为﹣200KHz~﹣250KHz，子带SBL5中有效子载波索引号为﹣503~﹣626；

所述频谱模式A5的子带SBU3对应的频率范围为150KHz~100KHz，子带SBU3中有效子载波索引号为375~252；子带SBL3对应的频率范围为﹣100KHz~﹣150KHz，子带SBL3中有效子载波索引号为﹣252~﹣375；

所述频谱模式A6的子带SBU4对应的频率范围为200KHz~150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501~378；子带SBU3对应的频率范围为150KHz~100KHz，子带SBU3中有效子载波索引号为375~252；子带SBL3对应的频率范围为﹣100KHz~﹣150KHz，子带SBL3中有效子载波索引号为﹣252~﹣375；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz~﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378~﹣501；

所述频谱模式A9的子带SBU4对应的频率范围为200KHz~150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501~378；扩展子带ESBU3对应的频率范围为150KHz~130KHz，扩展子带ESBU3中有效子载波索引号为377~346；扩展子带ESBL3对应的频率范围为﹣130KHz~﹣150KHz，扩展子带ESBL3中有效子载波索引号为﹣346~﹣377；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz~﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378~﹣501；

所述频谱模式A10的子带SBU5对应的频率范围为250KHz~200KHz，子带SBU5中有效子载波索引号为626~503；子带SBU4对应的频率范围为200KHz~150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501~378；扩展子带ESBU3对应的频率范围为150KHz~130KHz，扩展子带ESBU3中有效子载波索引号为377~346；扩展子带ESBL3对应的频率范围为﹣130KHz~﹣150KHz，扩展子带ESBL3中有效子载波索引号为﹣346~﹣377；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz~﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378~﹣501；子带SBL5对应的频率范围为﹣200KHz~﹣250KHz，子带SBL5中有效子载波索引号为﹣503~﹣626；

所述频谱模式B1的子带SBU1对应的频率范围为50KHz~0，子带SBU1中有效子载波索引号为124~1；子带SBL1对应的频率范围为0~﹣50KHz，子带SBL1中有效子载波索引号为﹣1~﹣124；

所述频谱模式B2的子带SBU2对应的频率范围为100KHz~50KHz，子带SBU2中有效子载波索引号为250~127；子带SBU1对应的频率范围为50KHz~0KHz，子带SBU1中有效子载波索引号为124~1；子带SBL1对应的频率范围为0~﹣50KHz，子带SBL1中有效子载波索引号为﹣1~﹣124；子带SBL2对应的频率范围为﹣50KHz~﹣100KHz，子带SBL2中有效子载波索引号为﹣127~﹣250；

所述频谱模式B3的子带SBU3对应的频率范围为150KHz~100KHz，子带SBU3中有效子载波索引号为375~252；子带SBU2对应的频率范围为100KHz~50KHz，子带SBU2中有效子载波索引号为250~127；子带SBU1对应的频率范围为50KHz~0KHz，子带SBU1中有效子载波索引号为124~1；子带SBL1对应的频率范围为0~﹣50KHz，子带SBL1中有效子载波索引号为﹣1~﹣124；子带SBL2对应的频率范围为﹣50KHz~﹣100KHz，子带SBL2中有效子载波索引号为﹣127~﹣250；子带SBL3对应的频率范围为﹣100KHz~﹣150KHz，子带SBL3中有效子载波索引号为﹣252~﹣375；

所述频谱模式B4的子带SBU4对应的频率范围为200KHz~150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501~378；子带SBU3对应的频率范围为150KHz~100KHz，子带SBU3中有效子载波索引号为375~252；子带SBU2对应的频率范围为100KHz~50KHz，子带SBU2中有效子载波索引号为250~127；子带SBU1对应的频率范围为50KHz~0KHz，子带SBU1中有效子载波索引号为124~1；子带SBL1对应的频率范围为0~﹣50KHz，子带SBL1中有效子载波索引号为﹣1~﹣124；子带SBL2对应的频率范围为﹣50KHz~﹣100KHz，子带SBL2中有效子载波索引号为﹣127~﹣250；子带SBL3对应的频率范围为﹣100KHz~﹣150KHz，子带SBL3中有效子载波索引号为﹣252~﹣375；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz~﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378~﹣501；

所述频谱模式B5的子带SBU5对应的频率范围为250KHz~200KHz，子带SBU5中有效子载波索引号为626~503；子带SBU4对应的频率范围为200KHz~150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501~378；子带SBU3对应的频率范围为150KHz~100KHz，子带SBU3中有效子载波索引号为375~252；子带SBU2对应的频率范围为100KHz~50KHz，子带SBU2中有效子载波索引号为250~127；子带SBU1对应的频率范围为50KHz~0KHz，子带SBU1中有效子载波索引号为124~1；子带SBL1对应的频率范围为0~﹣50KHz，子带SBL1中有效子载波索引号为﹣1~﹣124；子带SBL2对应的频率范围为﹣50KHz~﹣100KHz，子带SBL2中有效子载波索引号为﹣127~﹣250；子带SBL3对应的频率范围为﹣100KHz~﹣150KHz，子带SBL3中有效子载波索引号为﹣252~﹣375；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz~﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378~﹣501；子带SBL5对应的频率范围为﹣200KHz~﹣250KHz，子带SBL5中有效子载波索引号为﹣503~﹣626。

进一步地，所述步骤3中，确定导频位置的具体实现过程为：

步骤3.1：构造有效子载波矩阵；

构造工作频谱模式A/B下第 s个子带内第t个物理层信号帧的子矩阵M ^A/B _t,s，所述子矩阵M ^A/B _t,s由一个子带内的有效子载波构成；按照子带数从左到右、按照物理层信号帧数从上到下由N _SB×N _w个子矩阵M ^A/B _t,s构成有效子载波矩阵M ^A/B；

其中，工作频谱模式A/B包括除工作频谱模式A9和A10以外的所有A类频谱和所有B 类频谱，

，m _a,b表示子矩阵M ^A/B _t,s中的元素，a=1,2,…,S _N，b=1, 2,…,N _v，S _N 表示一个物理信号帧中OFDM符号的数量，N _v 表示一个物理信号帧中的有效子载波数，N _SB表示对应工作频谱模式下的子带数，N _w表示对应工作频谱模式下的物理信号帧数，s=1,2,…,N _SB ，t=1,2,…,N _w；

构造工作频谱模式A9下第s个子带内第t个物理层信号帧的子矩阵N ^A9 _t,s，所述子矩阵N ^A9 _t,s由子带和扩展子带的有效子载波共同构成；按照子带数从左到右、按照物理层信号帧数从上到下由个子矩阵N ^A9 _t,s构成有效子载波矩阵N ^A9；

其中，

，n _a,b表示子矩阵N ^A9 _t,s中的元素，a=1,2,…,S _N ，b=1, 2,…,156，s=1,2；

构造工作频谱模式A10的有效子载波矩阵M ^A10，有效子载波矩阵M ^A10由由子带内的有效子载波构成的子矩阵M ^A10 _t,s和由子带和扩展子带的有效子载波构成的子矩阵N ^A10 _t,s组成，具体表达式为：

步骤3.2：计算每个子矩阵中每一行的b列，所述导频位置在每个子矩阵的每一行的b列；

对于工作频谱模式A/B，如果mod(a-1,2)==0，则b=11p+1,p=0,1,2,3,…,11；

如果mod(a-1,2)==1，则b=124-11 p , p =0；或b=127-11 p ， p =1,2,3, …,11；

对于工作频谱模式A9，如果mod(a-1,2)==0，则b=10p+1,p=0,1,2,3,…,14,15；

如果mod(a-1,2)==1，则b=156-10 p， p=0,1,2,3,…,14,15；

对于工作频谱模式A10，其中子矩阵M ^A10 _t,s中每一行的b列的计算按照工作频谱模式A/B的计算方式；子矩阵N ^A10 _t,s中每一行的

列的计算按照工作频谱模式A9的计算方式。

进一步地，所述步骤4中，导频符号的具体调制过程为：

步骤4.1：定义两路伪随机序列，分别为：

，

其中，pl为导频长度；

步骤4.2：采用伪随机序列生成器生成步骤4.1定义的两路伪随机序列；

步骤4.3：在不同工作频谱模式下，将由两路伪随机序列合成的比特流对pI ₁ PQ ₁，pI ₂ PQ ₂，…，pI _i PQ _i， pI _pl PQ _pl依次经过QPSK映射成导频符号。

进一步地，所述步骤6中，完整的数据OFDM符号包括循环前缀和OFDM数据体；所述循环前缀的长度为118T，所述OFDM数据体的长度为2048T；其中T表示单位时间，T=1/816000s。

第二方面，本发明还提供了一种窄带数据广播的调制系统，包括；

复数符号调制单元，用于将业务数据比特流根据星座映射法调制成一组数据复数符号；

有效子载波确定单元，用于根据不同的工作频谱模式确定业务数据的OFDM符号中可用的有效子载波；

位置确定单元，用于根据不同的工作频谱模式与所述有效子载波的映射关系，确定所述有效子载波中导频位置；

导频符号调制单元，用于根据不同的工作频谱模式由伪随机序列生成器生成导频数据，并经QPSK映射调制成导频符号；

填充单元，用于根据所述导频位置，将所述导频符号填充至有效子载波中，在剩余的有效子载波中按照顺序填充所述数据复数符号，在虚拟子载波中填充零复数符号；

OFDM符号形成单元，用于对填充后的子载波进行IFFT变换生成时域OFDM符号，在所述时域OFDM符号上加上循环前缀形成完整的数据OFDM符号。

第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以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如上所述的窄带数据广播的调制方法。

第四方面，本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的窄带数据广播的调制方法。

本发明的有益效果是：

本发明针对不同的工作频谱模式，构造不同的有效子载波矩阵，在此基础上确定导频位置，再将导频符号填充至有效子载波中对应的导频符号位置上，形成固定的导频图案，相比CDR和HDradio，NBB采用的导频图案和有效子载波矩阵更加优化，在同样的频谱资源的情况下，NBB传输的有效数据更多。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明背景技术中FM带内带外频谱利用示意图；

图2为本发明实施例中NBB系统结构框图；

图3为本发明实施例中一种窄带数据广播的调制方法流程图；

图4为本发明实施例中QPSK符号星座图；

图5为本发明实施例中16QAM符号星座图；

图6（a）为本发明实施例中NBB系统频谱模式A1图形，图6（b）为频谱模式A2图形，图6（c）为频谱模式A5图形，图6（d）为频谱模式A6图形，图6（e）为频谱模式A9图形，图6（f）为频谱模式A10图形，图6（g）为频谱模式B1图形，图6（h）为频谱模式B2图形，图6（i）为频谱模式B3图形，图6（j）为频谱模式B4图形，图6（k）为频谱模式B5图形；

图7为本发明实施例中离散导频的伪随机序列生成器；

图8为本发明实施例中OFDM符号数据填充顺序图；

图9为本发明实施例中完整的数据OFDM符号的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

如图2所示NBB系统结构框图，上层需要传输的业务数据进入NBB系统，在NBB系统中进行加扰、信道编码、组织成帧、OFDM信号调制，调制完成的信号通过射频模块转化成射频信号。业务数据由来自NBB系统上层协议定义的各个业务的数据组成。业务数据经过扰码、LDPC编码、比特交织和星座映射处理后，通过OFDM调制生成OFDM符号，并在OFDM符号中添加相应的导频；将多个OFDM符号加上信标头组成物理层信号帧，根据交织模式的不同，由物理层信号帧组成超帧，将超帧调制成基带信号，最后将基带信号调制成射频信号发射。NBB射频信号可通过功放装置将功率放大后通过天馈天线系统发射。

业务数据经过扰码、LDPC编码和比特交织处理后，业务数据变换成业务数据比特流，数据比特流经OFDM调制后与信标组成物理层信号帧。本发明设计一种将数据比特流调制成OFDM符号的OFDM调制方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤1：将业务数据比特流根据星座映射法调制成一组数据复数符号。

窄带数据广播系统的业务数据比特流星座映射法支持QPSK和16QAM两种星座映射调制法。

QPSK星座映射的具体操作过程为：每次将业务数据比特流中的两个比特映射到符号星座图中，完成后进行下一轮映射，直到完成业务数据比特流中所有比特的映射。

如图4所示，设输入的业务数据比特流为[c ₀ ,c ₁ ,c ₂ ,c ₃ ,c ₄,…]，则首先将[c₀,c₁]映射到符号星座图的[v ₀ ,v ₁]中，c ₀映射到v ₀，c ₁映射到v ₁，完成后再进行下一轮映射，将[c ₂ ,c ₃]映射到符号星座图的[v ₀ ,v ₁]中，c ₂映射到v ₀，c ₃映射到v ₁，依次类推。

16QAM星座映射的具体操作过程为：每次将业务数据比特流中的四个比特映射到符号星座图中，完成后进行下一轮映射，直到完成业务数据比特流中所有比特的映射。

如图5所示，设输入的业务数据比特流为[c ₀ ,c ₁ ,c ₂ ,c ₃ ,c ₄ ,…]，则首先将[c ₀ ,c ₁ ,c ₂ , c ₃]映射到符号星座图的[v ₀ ,v ₁ ,v _2, v ₃]中，c ₀映射到v ₀，c ₁映射到v ₁，c ₂映射到v ₂，c ₃映射到v ₃，完成后再进行下一轮映射，将[c ₄ ,c ₅ ,c ₆ ,c ₇]映射到符号星座图的[v ₀ ,v ₁ ,v _2, v ₃]中，c ₄映射到v ₀，c ₅映射到v ₁，c ₆映射到v ₂，c ₇映射到v ₃，依次类推。

两个符号星座图中均已经包括了功率均一化因子。业务数据比特流通过QPSK或16QAM星座映射方式调制成一组数据复数符号。

步骤2：根据不同的工作频谱模式确定业务数据的OFDM符号中可用的有效子载波。

工作频谱模式分为A类频谱和B类频谱；A类频谱用于数模同播传输模式，B类频谱用于全数字传输模式；A类频谱包括频谱模式A1~A16，B类频谱包括频谱模式B1~B8，如表1所示。

表1 工作频谱模式列表

频谱模式A9包含2个子带（SB）和2个扩展子带（ESB），传输净荷可等效为2.5个子带。频谱模式A10包含4个子带（SB）和2个扩展子带（ESB），传输净荷可等效为4.5个子带。工作频谱模式的图形如图6（a），图6（b），图6（c），图6（d），图6（e），图6（f），图6（g），图6（h），图6（i），图6（j）和图6（k）所示。

业务数据中OFDM符号的子载波间隔为398.4375Hz，一个OFDM符号中有2048个子载波，这些子载波中部分子载波上可填充数据成为有效子载波，不能填充数据的成为虚拟子载波。不同的工作频谱模式的有效子载波数不同，在一个有效子带内，每个OFDM符号包含N _w个有效子载波，其余子载波为不调制数据的虚拟子载波。有效子载波索引见表2~14所示：

表2 各子带中有效子载波索引

表3 扩展子带中有效子载波索引

表4 频谱模式A1有效子载波索引

表5 频谱模式A2有效子载波索引

表6 频谱模式A5有效子载波索引

表7 频谱模式A6有效子载波索引

表8 频谱模式A9有效子载波索引

表9 频谱模式A10有效子载波索引

表10 频谱模式B1有效子载波索引

表11 频谱模式B2有效子载波索引

表12 频谱模式B3有效子载波索引

表13 频谱模式B4有效子载波索引

表14 频谱模式B5有效子载波索引

步骤3：根据不同的工作频谱模式与所述有效子载波的映射关系，确定有效子载波中导频位置。

采用有效子载波矩阵来描述导频位置。OFDM调制中含有2048个子载波，根据不同的工作频谱模式，选取不同的有效子载波，其余子载波为虚拟子载波。为描述方便，将不同频谱模式下，有效子载波组合起来用矩阵来描述，即有效子载波形成的矩阵。OFDM调制将数据调制到多个OFDM对应的有效子载波上，有效子载波矩阵将多个OFDM符号中所包含的有效子载波用矩阵的形式表达出来。

一个物理层信号帧的帧体由S _N个OFDM符号中的有效子载波构成。同一个OFDM符号内，工作频谱模式每个子带的子载波按照频谱从左至右（从频率低到频率高）排序。不同的OFDM符号内的子载波间按照时间顺序排序，时间早的在前时间晚的在后。按照这种排序方式，同一个OFDM符号内子载波形成一行，S _N个不同OFDM符号中的子载波形成列，一个物理层信号帧的子载波形成一个S _N行的矩阵。

为了描述方便，对于除工作频谱模式A9和A10以外的所有A类频谱和所有B类频谱，一个子带内的有效子载波构成一个子矩阵M ^A/B _t,s，按照子带数从左到右、按照物理层信号帧数从上到下由N _SB×N _w个子矩阵M ^A/B _t,s构成有效子载波矩阵M ^A/B。其中，A/B表示包括除工作频谱模式A9和A10以外的所有A类频谱和所有B类频谱，

，m _a,b表示子矩阵M ^A/B _t,s中的元素，a=1,2,…,S _N ，b=1,2,…, N _v ，S _N 表示一个物理信号帧中OFDM符号的数量，N _v 表示一个物理信号帧中的有效子载波数（本实施例中N _v 为124），N _SB 表示对应工作频谱模式下的子带数，N _w 表示对应工作频谱模式下的物理信号帧数，a=1,2,…, N _SB ，t= 1,2,…,N _w 。

示例性的，对于频谱模式A1，N _SB=2，一个物理层信号帧的有效子载波矩阵M ^A1由[M ^A1 _1,1 , M ^A1 _1,2]组成；四个物理层信号帧的有效子载波矩阵M ^A1由

组成。

对于频谱模式A2，N _SB =4，一个物理层信号帧的有效子载波矩阵M ^A2由[M ^A2 _1,1, M ^A2 _1,2, M ^A2 _1,3, M ^A2 _1,4]组成；四个物理层信号帧的有效子载波矩阵M ^A1由

组成。

除了频谱模式A9和A10之外，其他频谱模式以此类推。

频谱模式A9包含有子带和扩展子带，因此，对于频谱模式A9的子矩阵N ^/A9 _t,s由子带和扩展子带的有效子载波共同构成；按照子带数从左到右、按照物理层信号帧数从上到下由2×N _w个子矩阵N ^/A9 _t,s构成有效子载波矩阵N ^/A9。其中，

，n _a,b表示子矩阵N ^/A9 _t,s中的元素，a=1,2,…,S _N，b=1,2,…,156，s=1,2。每个N ^/A9 _t,s有S _N 行、156列子载波。

对于频谱模式A9，一个物理层信号帧的有效子载波矩阵N ^/A9由[N ^A9 _1,1 , N ^A9 _1,2]组成；四个物理层信号帧的有效子载波矩阵N ^/A9由

组成。

对于频谱模式A10，其有效子载波矩阵中既包含由子带内的有效子载波构成的子矩阵M ^A10 _t,s，又包含由子带和扩展子带的有效子载波构成的子矩阵N ^/A10 _t,s，因此，对于频谱模式A10，一个物理层信号帧的有效子载波矩阵M ^A10 _t,s由[M ^A10 _1,1, M ^A10 _1,1, M ^A10 _1,2, M ^A10 _1,2]组成；四个物理层信号帧的有效子载波矩阵M ^A10

由组成。

导频符号位置的描述需在有效子载波矩阵中描述矩阵中放置导频符号的元素位置，因不同的工作频谱模式使用的有效子载波矩阵有全部使用M _t,s（由子带内的有效子载波构成）的，有全部使用N _t,s（由子带和扩展子带的有效子载波共同构成）的，也有既使用M _t,s的，也使用N _t,s的，根据使用的有效子载波矩阵类型不同，导频位置的定义方式也有三种模式：

导频模式A：除频谱模式A9和A10之外的所有频谱模式，全部使用子矩阵M _t,s；

导频模式B：频谱模式A9，全部使用子矩阵N _t,s；

导频模式C：频谱模式A10，既使用M _t,s的，也使用N _t,s。

导频位置在每个子矩阵的每一行的b列，因此需要计算每个子矩阵中每一行的b列。

对于导频模式A，每个M _t,s中有124个子载波，子矩阵M _t,s是一个行数为S _N、列数为124的矩阵，子矩阵M _t,s中的元素记为m _a,b，a=1,2,…,S _N，b=1,2,…,124。子矩阵M _t,s中导频位置的每个元素的下标a，b需要满足以下条件：

如果mod(a-1,2)==0，则b=11p+1,p=0,1,2,3,…,11；

如果mod(a-1,2)==1，则b=124-11 p , p =0；或b=127-11 p ， p =1,2,3, …,11；。

每个M _t,s中有58×12=696个导频符号。每个子带内的有效子载波矩阵，根据上述方法确定导频位置，形成固定的导频图案，工作频谱模式中含有多个子带的，重复M _t,s中描述的导频图案。

除频谱模式A9和A10之外的所有频谱模式，每个物理层信号帧包含2个、4个、6个、8个或10个子矩阵M _t,s，物理层信号帧中导频位置就重复2次、4次、6次、8次或10次子矩阵M _t,s中描述的导频图案。

对于导频模式B，每个N _t,s中有156个子载波，子矩阵N _t,s是一个行数为S _N、列数为156的矩阵，子矩阵N _t,s中的元素记为n _a,b，a=1,2,…,S _N ，b=1,2,…,156。子矩阵N _t,s中导频位置的每个元素的下标a，b需要满足以下条件：

如果mod(a-1,2)==0，则b=10p+1，,p=0,1,2,3,…,14,15；

如果mod(a-1,2)==1，则b=156-110p，p=0,1,2,3,…,14,15。

每个N _t,s中有58×16=928个导频符号。频谱模式A9中一个物理层信号帧包含两个N _t,s，每个N _t,s中重复相同的导频图案。

对于导频模式C，在频谱模式A10中，一个物理层信号帧有两个子矩阵M _t,s和两个子矩阵N _t,s。子矩阵M _t,s采用导频模式A中M _t,s描述的导频图案，子矩阵N _t,s采用导频模式B中N _t,s描述的导频图案。

步骤4：根据不同的工作频谱模式由伪随机序列生成器生成导频数据，并经QPSK映射调制成导频符号。

为描述在不同的工作频谱模式下导频位置，引入有效子载波矩阵，有效子载波矩阵中导频位置形成导频图案，对于同样的有效子载波矩阵拥有相同的导频图案，不同的有效子载波矩阵拥有不同的导频图案。

导频符号的具体调制过程为：

步骤4.1：定义两路伪随机序列，分别为：

，

其中，pl为导频长度或导频符号的数量，根据子矩阵不同，pl的取值不同。对于子矩阵M _t,s，pl的取值为696；对于子矩阵N _t,s，pl的取值为928。

步骤4.2：采用伪随机序列生成器生成步骤4.1定义的两路伪随机序列；伪随机序列生成器的生成多项式为x¹¹+x⁹+1，初始值为01010100101（0x2a5），如图7所示。

一个物理层信号帧在不同工作频谱模式下，导频符号的数量如表15所示：

表15 物理层信号帧中导频符号数

步骤4.3：在不同工作频谱模式下，将由两路伪随机序列合成的比特流对pI ₁ PQ ₁，pI ₂ PQ ₂，…，pI _i PQ _i，… pI _pl PQ _pl，依次经过QPSK映射成导频符号。

比特流对pI ₁ PQ ₁，pI ₂ PQ ₂，…，pI _i PQ _i，… pI _pl PQ _pl相当于输入的业务数据比特流为[c ₀, c ₁, c ₂, c ₃, c ₄, …]。QPSK映射方式如图4所示。

步骤5：根据步骤3中导频位置，将步骤4的导频符号填充至有效子载波中，在剩余的有效子载波中按照顺序填充步骤1的数据复数符号，在虚拟子载波中填充零复数符号。

业务数据根据符号星座映射规则调制成数据复数符号，调制方法如步骤1。导频符号由固定的伪随机序列根据符号星座映射规则调制而成，调制方法如步骤4。数据复数符号和导频符号映射到物理层信号帧的有效子载波上，成为有效子载波矩阵中的元素。

子载波包括有效子载波和虚拟子载波，虚拟子载波是指除有效子载波之外的子载波。在有效子载波的导频位置填充导频符号，在剩余的有效子载波中填充数据复数符号，在虚拟子载波中填充零复数符号。

导频符号在有效子载波矩阵中的位置是固定的，即有效子载波矩阵中在导频位置的元素对应导频符号，导频位置的确定方法如步骤3。将导频符号填充至有效子载波矩阵中导频位置的有效子载波上，数据复数符号按顺序映射到有效子载波矩阵中剩余的有效子载波中。数据复数符号和导频符号具体映射方式为：从左至右依次将数据复数符号填充到每个数据OFDM符号的有效子载波上，填满一个OFDM符号再填充下一个OFDM符号（导频位置以子矩阵为单元进行划分，数据复数符号填充以OFDM符号为单元，填充一个OFDM符号会跨越多个子矩阵），直至填满所有的OFDM符号。

以频谱模式A1为例，数据复数符号和导频符号填充有效子载波顺序如图8所示。

图8中数据复数符号和导频符号组成的符号序列，首先填充第一个OFDM符号（OFDM1），从子矩阵M _1,1的第一行第一个元素m _1,1开始填充，接着是m _1,2，以此类推，直至m _1,124填满子矩阵M _1,1的第一行，下一个填充子矩阵M _1,1的第一行的第一个元素m _1,1，接着是m _1,2，以此类推，直至m _1,124填满子矩阵M _1,1的第一行，同时也填满了第一个OFDM符号（OFDM 1）。

填满第一个OFDM符号后，开始填充第二个OFDM符号（OFDM 2），即填充子矩阵M _1,1的第二行和子矩阵M _1,2的第二行,填充顺序参考第一个OFDM符号的填充顺序；填满第二个OFDM符号后，填充第三个OFDM符号（OFDM 3），以此类推，直至填充完成第58个OFDM符号（OFDM58）。

步骤6：对填充后的子载波进行IFFT变换生成时域OFDM符号，在时域OFDM符号上加上循环前缀形成完整的数据OFDM符号。

窄带数据广播（NBB）系统的OFDM调制中共有2048个子载波，各个工作频谱模式的有效子载波数如表4~14所示。有效子载波中填充数据复数符号、导频符号，2048个子载波中除去有效子载波之外剩余的子载波为虚拟子载波。虚拟子载波填充零复数符号0+j0。2048个子载波填充后，进行IFFT变换生成时域OFDM符号，在时域OFDM符号上加上循环前缀形成最终的数据OFDM符号（数据OFDM符号命名区别于系统中的传输模式OFDM符号、同步OFDM符号）。一个物理层信号帧中包含58个数据OFDM符号。

添加循环前缀后生成完整的数据OFDM符号，数据OFDM符号的结构如图9所示。

数据OFDM符号的关键参数如表16所示。

表16 数据OFDM符号中的关键参数

定义单位时间T=1/816000s，以T表示的时间为精确时间，以ms表示的时间为近似时间。

本发明还提供了一种窄带数据广播的调制系统，包括；

复数符号调制单元，用于将业务数据比特流根据星座映射法调制成一组数据复数符号，具体调制过程如步骤1所示。

有效子载波确定单元，用于根据不同的工作频谱模式确定业务数据的OFDM符号中可用的有效子载波，参见表2~14。

位置确定单元，用于根据不同的工作频谱模式与所述有效子载波的映射关系，确定所述有效子载波中导频位置，具体确定过程如步骤3。

导频符号调制单元，用于根据不同的工作频谱模式由伪随机序列生成器生成导频数据，并经QPSK映射调制成导频符号，具体过程如步骤4。

填充单元，用于根据所述导频位置，将所述导频符号填充至有效子载波中，在剩余的有效子载波中按照顺序填充所述数据复数符号，在虚拟子载波中填充零复数符号，具体过程如步骤5。

OFDM符号形成单元，用于对填充后的子载波进行IFFT变换生成时域OFDM符号，在所述时域OFDM符号上加上循环前缀形成完整的数据OFDM符号，具体过程如步骤6。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种窄带数据广播的调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤6：对填充后的子载波进行IFFT变换生成时域OFDM符号，在所述时域OFDM符号上加上循环前缀形成完整的数据OFDM符号；

所述步骤3中，确定导频位置的具体实现过程为：

步骤3.1：构造有效子载波矩阵；

构造工作频谱模式A/B下第s个子带内第t个物理层信号帧的子矩阵M^A/B _t,s，所述子矩阵M^A/B _t,s由一个子带内的有效子载波构成；按照子带数从左到右、按照物理层信号帧数从上到下由N_SB×N_w个子矩阵M^A/B _t,s构成有效子载波矩阵M^A/B；

其中，工作频谱模式A/B包括除工作频谱模式A9和A10以外的所有A类频谱和所有B类频谱，

m_a,b表示子矩阵M^A/B _t,s中的元素，a＝1,2,…,S_N，b＝1,2,…,N_v，S_N表示一个物理信号帧中OFDM符号的数量，N_v表示一个物理信号帧中的有效子载波数，N_SB表示对应工作频谱模式下的子带数，N_w表示对应工作频谱模式下的物理信号帧数，s＝1,2,…,N_SB，t＝1,2,…,N_w；

构造工作频谱模式A9下第s个子带内第t个物理层信号帧的子矩阵N^A9 _t,s，所述子矩阵N^A9 _t,s由子带和扩展子带的有效子载波共同构成；按照子带数从左到右、按照物理层信号帧数从上到下由个子矩阵N^A9 _t,s构成有效子载波矩阵N^A9；

其中，

n_a,b表示子矩阵N^A9 _t,s中的元素，a＝1,2,…,S_N，b＝1,2,…,156，s＝1,2；构造工作频谱模式A10的有效子载波矩阵M^A10，有效子载波矩阵M^A10由子带内的有效子载波构成的子矩阵M^A10 _t,s和由子带和扩展子带的有效子载波构成的子矩阵N^A10 _t,s组成，具体表达式为：

对于工作频谱模式A/B，如果mod(a-1,2)＝＝0，则b＝11p+1,p＝0,1,2,3,…,11；

如果mod(a-1,2)＝＝1，则b＝124-11p,p＝0；或b＝127-11p，p＝1,2,3,…,11；

对于工作频谱模式A9，如果mod(a-1,2)＝＝0，则b＝10p+1,p＝0,1,2,3,…,14,15；

如果mod(a-1,2)＝＝1，则b＝156-10p，p＝0,1,2,3,…,14,15；

对于工作频谱模式A10，其中子矩阵M^A10 _t,s中每一行的b列的计算按照工作频谱模式A/B的计算方式；子矩阵N^A10 _t,s中每一行的b列的计算按照工作频谱模式A9的计算方式。

2.如权利要求1所述的窄带数据广播的调制方法，其特征在于，所述步骤1中，星座映射法包括QPSK星座映射和16QAM星座映射；

3.如权利要求1或2所述的窄带数据广播的调制方法，其特征在于，所述步骤2中，工作频谱模式包括A类频谱和B类频谱；

所述A类频谱包括频谱模式A1～A16，其中：

频谱模式A1的下边带频率范围为﹣200KHz～﹣150KHz、上边带频率范围为150KHz～200KHz、包含子带数为2、带宽为100KHz、有效子载波数为248；

频谱模式A2的下边带频率范围为﹣250KHz～﹣150KHz、上边带频率范围为150KHz～250KHz、包含子带数为4、带宽为200KHz、有效子载波数为496；

频谱模式A5的下边带频率范围为﹣150KHz～﹣100KHz、上边带频率范围为100KHz～150KHz、包含子带数为2、带宽为100KHz、有效子载波数为248；

频谱模式A6的下边带频率范围为﹣200KHz～﹣100KHz、上边带频率范围为100KHz～200KHz、包含子带数为4、带宽为200KHz、有效子载波数为496；

频谱模式A9的下边带频率范围为﹣200KHz～﹣130KHz、上边带频率范围为130KHz～200KHz、包含子带数为2.5、带宽为140KHz、有效子载波数为312；

频谱模式A10的下边带频率范围为﹣250KHz～﹣130KHz、上边带频率范围为130KHz～250KHz、包含子带数为4.5、带宽为240KHz、有效子载波数为560；

频谱模式A3、A4、A7、A8、A11～A16均保留；

所述B类频谱包括频谱模式B1～B8，其中：

频谱模式B1的下边带频率范围为﹣50KHz～0KHz、上边带频率范围为0KHz～50KHz、包含子带数为2、带宽为100KHz、有效子载波数为248；

频谱模式B2的下边带频率范围为﹣100KHz～0KHz、上边带频率范围为0KHz～100KHz、包含子带数为4、带宽为200KHz、有效子载波数为496；

频谱模式B3的下边带频率范围为﹣150KHz～0KHz、上边带频率范围为0KHz～150KHz、包含子带数为6、带宽为300KHz、有效子载波数为744；

频谱模式B4的下边带频率范围为﹣200KHz～0KHz、上边带频率范围为0KHz～200KHz、包含子带数为8、带宽为400KHz、有效子载波数为992；

频谱模式B5的下边带频率范围为﹣250KHz～0KHz、上边带频率范围为0KHz～250KHz、包含子带数为10、带宽为500KHz、有效子载波数为1240；

频谱模式B6～B8均保留。

4.如权利要求3所述的窄带数据广播的调制方法，其特征在于，所述频谱模式A1的子带SBU4对应的频率范围为200KHz～150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501～378；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz～﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378～﹣501；所述频谱模式A2的子带SBU5对应的频率范围为250KHz～200KHz，子带SBU5中有效子载波索引号为626～503；子带SBU4对应的频率范围为200KHz～150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501～378；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz～﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378～﹣501；子带SBL5对应的频率范围为﹣200KHz～﹣250KHz，子带SBL5中有效子载波索引号为﹣503～﹣626；

所述频谱模式A5的子带SBU3对应的频率范围为150KHz～100KHz，子带SBU3中有效子载波索引号为375～252；子带SBL3对应的频率范围为﹣100KHz～﹣150KHz，子带SBL3中有效子载波索引号为﹣252～﹣375；

所述频谱模式A6的子带SBU4对应的频率范围为200KHz～150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501～378；子带SBU3对应的频率范围为150KHz～100KHz，子带SBU3中有效子载波索引号为375～252；子带SBL3对应的频率范围为﹣100KHz～﹣150KHz，子带SBL3中有效子载波索引号为﹣252～﹣375；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz～﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378～﹣501；

所述频谱模式A9的子带SBU4对应的频率范围为200KHz～150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501～378；扩展子带ESBU3对应的频率范围为150KHz～130KHz，扩展子带ESBU3中有效子载波索引号为377～346；扩展子带ESBL3对应的频率范围为﹣130KHz～﹣150KHz，扩展子带ESBL3中有效子载波索引号为﹣346～﹣377；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz～﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378～﹣501；

所述频谱模式A10的子带SBU5对应的频率范围为250KHz～200KHz，子带SBU5中有效子载波索引号为626～503；子带SBU4对应的频率范围为200KHz～150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501～378；扩展子带ESBU3对应的频率范围为150KHz～130KHz，扩展子带ESBU3中有效子载波索引号为377～346；扩展子带ESBL3对应的频率范围为﹣130KHz～﹣150KHz，扩展子带ESBL3中有效子载波索引号为﹣346～﹣377；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz～﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378～﹣501；子带SBL5对应的频率范围为﹣200KHz～﹣250KHz，子带SBL5中有效子载波索引号为﹣503～﹣626；

所述频谱模式B1的子带SBU1对应的频率范围为50KHz～0，子带SBU1中有效子载波索引号为124～1；子带SBL1对应的频率范围为0～﹣50KHz，子带SBL1中有效子载波索引号为﹣1～﹣124；

所述频谱模式B2的子带SBU2对应的频率范围为100KHz～50KHz，子带SBU2中有效子载波索引号为250～127；子带SBU1对应的频率范围为50KHz～0KHz，子带SBU1中有效子载波索引号为124～1；子带SBL1对应的频率范围为0～﹣50KHz，子带SBL1中有效子载波索引号为﹣1～﹣124；子带SBL2对应的频率范围为﹣50KHz～﹣100KHz，子带SBL2中有效子载波索引号为﹣127～﹣250；

所述频谱模式B3的子带SBU3对应的频率范围为150KHz～100KHz，子带SBU3中有效子载波索引号为375～252；子带SBU2对应的频率范围为100KHz～50KHz，子带SBU2中有效子载波索引号为250～127；子带SBU1对应的频率范围为50KHz～0KHz，子带SBU1中有效子载波索引号为124～1；子带SBL1对应的频率范围为0～﹣50KHz，子带SBL1中有效子载波索引号为﹣1～﹣124；子带SBL2对应的频率范围为﹣50KHz～﹣100KHz，子带SBL2中有效子载波索引号为﹣127～﹣250；子带SBL3对应的频率范围为﹣100KHz～﹣150KHz，子带SBL3中有效子载波索引号为﹣252～﹣375；

所述频谱模式B4的子带SBU4对应的频率范围为200KHz～150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501～378；子带SBU3对应的频率范围为150KHz～100KHz，子带SBU3中有效子载波索引号为375～252；子带SBU2对应的频率范围为100KHz～50KHz，子带SBU2中有效子载波索引号为250～127；子带SBU1对应的频率范围为50KHz～0KHz，子带SBU1中有效子载波索引号为124～1；子带SBL1对应的频率范围为0～﹣50KHz，子带SBL1中有效子载波索引号为﹣1～﹣124；子带SBL2对应的频率范围为﹣50KHz～﹣100KHz，子带SBL2中有效子载波索引号为﹣127～﹣250；子带SBL3对应的频率范围为﹣100KHz～﹣150KHz，子带SBL3中有效子载波索引号为﹣252～﹣375；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz～﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378～﹣501；

所述频谱模式B5的子带SBU5对应的频率范围为250KHz～200KHz，子带SBU5中有效子载波索引号为626～503；子带SBU4对应的频率范围为200KHz～150KHz，子带SBU4中有效子载波索引号为501～378；子带SBU3对应的频率范围为150KHz～100KHz，子带SBU3中有效子载波索引号为375～252；子带SBU2对应的频率范围为100KHz～50KHz，子带SBU2中有效子载波索引号为250～127；子带SBU1对应的频率范围为50KHz～0KHz，子带SBU1中有效子载波索引号为124～1；子带SBL1对应的频率范围为0～﹣50KHz，子带SBL1中有效子载波索引号为﹣1～﹣124；子带SBL2对应的频率范围为﹣50KHz～﹣100KHz，子带SBL2中有效子载波索引号为﹣127～﹣250；子带SBL3对应的频率范围为﹣100KHz～﹣150KHz，子带SBL3中有效子载波索引号为﹣252～﹣375；子带SBL4对应的频率范围为﹣150KHz～﹣200KHz，子带SBL4中有效子载波索引号为﹣378～﹣501；子带SBL5对应的频率范围为﹣200KHz～﹣250KHz，子带SBL5中有效子载波索引号为﹣503～﹣626。

5.如权利要求1或2所述的窄带数据广播的调制方法，其特征在于，所述步骤4中，导频符号的具体调制过程为：

步骤4.1：定义两路伪随机序列，分别为：

pI＝{pI₁，pI₂，…，pI_i，…，pI_pl}，pQ＝{pQ₁，pQ₂，…，pQ_i，…，pQ_pl}

其中，pl为导频长度；

步骤4.3：在不同工作频谱模式下，将由两路伪随机序列合成的比特流对pI₁PQ₁，pI₂PQ₂，…，pI_iPQ_i，pI_plPQ_pl依次经过QPSK映射成导频符号。

6.如权利要求1或2所述的窄带数据广播的调制方法，其特征在于，所述步骤6中，完整的数据OFDM符号包括循环前缀和OFDM数据体；所述循环前缀的长度为118T，所述OFDM数据体的长度为2048T；其中T表示单位时间，T＝1/816000s。

7.一种窄带数据广播的调制系统，其特征在于，包括；

OFDM符号形成单元，用于对填充后的子载波进行IFFT变换生成时域OFDM符号，在所述时域OFDM符号上加上循环前缀形成完整的数据OFDM符号；

所述位置确定单元用于确定导频位置的具体实现过程为：

步骤3.1：构造有效子载波矩阵；

其中，

如果mod(a-1,2)＝＝1，则b＝156-10p，p＝0,1,2,3,…,14,15；

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～6中任一项所述的窄带数据广播的调制方法。

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现如权利要求1～6中任一项所述的窄带数据广播的调制方法。