CN114095125A - 一种窄带数据广播的信道编码方法及设备 - Google Patents

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CN114095125A CN202111322506.0A CN202111322506A CN114095125A CN 114095125 A CN114095125 A CN 114095125A CN 202111322506 A CN202111322506 A CN 202111322506A CN 114095125 A CN114095125 A CN 114095125A
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Abstract

本发明公开了一种窄带数据广播的信道编码方法及设备，包括对业务数据流进行加扰；对于不同码率，设计用于进行LDPC编码的LDPC编码矩阵；所述LDPC编码矩阵为LDPC码奇偶校验矩阵或LDPC码生成矩阵；根据所述LDPC编码矩阵对加扰后的业务数据流进行LDPC编码；根据交织模式，采用交织算法对LDPC编码后的业务数据流进行比特交织，形成交织后的业务数据比特流。相比CDR的LDPC编码，NBB系统采用更短的LDPC编码实现了与CDR较长LDPC编码相同纠错能力，实现的资源更优化。相比HDradio采用的卷积码纠错方式，NBB采用的LDPC编码具有更强的纠错能力。

Description

一种窄带数据广播的信道编码方法及设备
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信道编码方法及设备。
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生成很多问题，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生成网络使用成本，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生成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信道编码方法及设备，NBB系统采用更短的LDPC编码实现与CDR较长LDPC编码相同纠错能力，实现的资源更优化；相较于HDradio采用的卷积码纠错方式，NBB系统采用的LDPC编码具有更强的纠错能力。
第一方面，本发明提供一种窄带数据广播的信道编码方法，包括以下步骤：
步骤1：对业务数据流进行加扰；
步骤2：对于不同码率，设计用于进行LDPC编码的LDPC编码矩阵；所述LDPC编码矩阵为LDPC码奇偶校验矩阵或LDPC码生成矩阵；
步骤3：根据所述LDPC编码矩阵对加扰后的业务数据流进行LDPC编码；
步骤4：根据交织模式，采用交织算法对LDPC编码后的业务数据流进行比特交织，形成交织后的业务数据比特流。
进一步地，所述步骤1中，加扰的具体实现过程为：
步骤1.1：采用线性反馈移位寄存器生成二进制伪随机序列；
步骤1.2：对业务数据流和二进制伪随机序列进行模2加，具体公式为：
Figure BDA0003345808780000051
其中，X(i)为加扰前的业务数据比特流，Ps(i)为二进制伪随机序列，a(i)为加扰后的业务数据比特流。
进一步地，对于5/8码率，LDPC码(6496，4060)奇偶校验矩阵由32×12个子矩阵组成，LDPC码(6496，4060)奇偶校验矩阵H重新表达为：
H＝[H0 H1 H2 …… H9 H10 H11]T
其中，H0＝[H0，0 H0，1 H0，2 …… H0，29 H0，30 H0，31]，H0由32个矩阵块组成，采用由一组整数组成的序列来表示H0，H0的整数序列表达式用Hi0表示；
Hi0＝(-1，142，-1，-1，-1，-1，148，-1，-1，96，-1，-1，-1，-1，87，147，114，146，143，131，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
数组Hi0与矩阵的对应关系为：Hi0[0]＝-1，对应矩阵H0，0，表示矩阵H0，0为203×203阶全零方阵；Hi0[1]＝142，对应矩阵H0，1，表示矩阵H0，1为203×203阶单位阵循环右移142次后得到的矩阵；Hi0[2]＝-1，对应矩阵H0，2，表示矩阵H0，2为203×203阶全零方阵；以此类推；
其中，H1＝[H1，1 H1，2 H1，3 …… H1，29 H1，30 H1，31]
H1的整数序列表达式用Hi1表示：
Hi1＝(-1，-1，88，-1，-1，-1，-1，173，199，-1，-1，-1，-1，66，-1，124，201，142，140，135，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi2＝(-1，97，-1，-1，-1，120，-1，-1，-1，-1，26，-1，78，-1，-1，182，194，93，53，46，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi3＝(136，-1，-1，-1，-1，-1，-1，139，-1，-1，-1，79，-1，-1，133，203，68，28，66，163，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi4＝(-1，-1，-1，202，30，-1，-1，-1，-1，-1，150，-1，-1，-1，44，54，31，8，18，102，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi5＝(-1，166，-1，-1，-1，-1，50，-1，-1，-1，-1，122，-1，-1，-1，161，84，93，8，88，73，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi6＝(-1，-1，-1，55，97，-1，-1，-1，-1，-1，-1，4，-1，88，-1，164，112，28，154，143，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1)；
Hi7＝(-1，-1，174，-1，180，-1，-1，-1，108，-1，-1，-1，-1，156，-1，142，6，190，65，112，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1)；
Hi8＝(-1，-1，1，-1，-1，109，-1，-1，-1，180，-1，-1，-1，-1，16，178，175，0，105，51，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1)；
Hi9＝(170，-1，-1，-1，-1，-1，16，-1，-1，-1，79，-1，11，-1，-1，144，181，89，193，15，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1)；
Hi10＝(85，-1，-1，-1，-1，-1，-1，194，-1，4，-1，-1，139，-1，-1，134，100，2，135，119，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0)；
Hi11＝(-1，-1，-1，6，-1，96，-1，-1，183，-1，-1，-1，-1，-1，94，89，42，47，96，136，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0)；
对于1/2码率，LDPC码(6496，3248)奇偶校验矩阵由32×16个子矩阵组成，(6496，3248)LDPC码的校验矩阵H重新表达如下：
H＝[H0 H1 H2 …… H13 H14 H15]T
其中，H0＝[H0，0 H0，1 H0，2 …… H0，29 H0，30 H0，31]，H0由32个矩阵块组成，由一组整数组成的序列来表示H0，H0的整数序列表达式用Hi0表示；
Hi0＝(-1，161，-1，-1，-1，-1，-1，145，-1，-1，-1，-1，1，179，2，92，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
数组Hi0与矩阵的对应关系为：Hi0[0]＝-1，对应矩阵H0，0，表示矩阵H0，0为203×203阶全零方阵；Hi0[1]＝161，对应矩阵H0，1，表示矩阵H0，1为203×203阶单位阵循环右移161次后得到的矩阵；Hi0[2]＝-1，对应矩阵H0，2，表示矩阵H0，2为203×203阶全零方阵；以此类推；
其中，H1＝[H1，1 H1，2 H1，3 …… H1，29 H1，30 H1，31]
H1的整数序列表达式用Hi1表示：
Hi1＝(-1，-1，181，-1，-1，-1，-1，-1，95，-1，-1，-1，0，191，0，50，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi2＝(-1，-1，-1，9，-1，-1，-1，-1，-1，102，-1，-1，2，111，41，159，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi3＝(-1，-1，11，-1，-1，-1，-1，-1，113，-1，-1，159，-1，147，132，179，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi4＝(-1，-1，61，-1，-1，-1，58，-1，-1，-1，0，-1，-1，117，14，185，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi5＝(-1，110，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，131，96，-1，-1，5，82，113，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi6＝(-1，-1，-1，-1，146，-1，-1，-1，54，-1，-1，158，-1，90，135，121，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi7＝(-1，-1，-1，-1，-1，14，-1，-1，-1，-1，-1，-1，3，131，189，30，102，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi8＝(-1，-1，-1，-1，178，187，-1，-1，-1，-1，-1，-1，4，105，164，182，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi9＝(9，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，73，-1，199，75，98，91，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi10＝(69，-1，-1，-1，-1，-1，110，-1，-1，-1，-1，-1，1，190，153，41，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1)；
Hi11＝(-1，-1，-1，39，-1，-1，199，-1，152，-1，-1，-1，-1，168，84，182，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1)；
Hi12＝(-1，139，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，62，-1，135，-1，172，197，154，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1)；
Hi13＝(-1，-1，-1，146，-1，-1，-1，170，-1，-1，-1，-1，5，75，200，179，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1)；
Hi14＝(-1，-1，-1，-1，118，-1，-1，87，-1，-1，-1，-1，9，120，175，57，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0)；
Hi15＝(149，-1，-1，-1，-1，162，-1，-1，-1，-1，-1，-1，13，177，78，136，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0)；
对于3/8码率，LDPC码(6496，24360)奇偶校验矩阵由32×20个子矩阵组成，(6496，2436)LDPC码的校验矩阵H重新表达如下：
H＝[H0 H1 H2 …… H17 H18 H19]T
其中，H0＝[H0，0 H0，1 H0，2 …… H0，29 H0，30 H0，31]，H0由32个矩阵块组成，由一组整数组成的序列来表示H0，H0的整数序列表达式用Hi0表示；
Hi0＝(-1，-1，-1，-1，-1，174，-1，-1，-1，46，52，25，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
数组Hi0与矩阵的对应关系为Hi0[0]＝-1，对应矩阵H0，0，表示矩阵H0，0为203×203阶全零方阵；Hi0[1]＝-1，对应矩阵H0，1，表示矩阵H0，1为203×203阶全零方阵；Hi0[2]＝-1，对应矩阵H0，2，表示矩阵H0，2为203×203阶全零方阵；以此类推；
其中，H1＝[H1，1 H1，2 H1，3 …… H1，29 H1，30 H1，31]
H1的整数序列表达式用Hi1表示：
Hi1＝(-1，88，-1，-1，-1，-1，-1，-1，97，-1，180，37，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi2＝(-1，-1，-1，-1，13，-1，-1，-1，-1，107，91，144，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi3＝(-1，-1，174，-1，-1，-1，-1，-1，2，-1，166，169，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi4＝(119，-1，-1，-1，-1，-1，0，-1，-1，-1，20，8，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi5＝(178，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，147，175，154，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi6＝(-1，-1，-1，-1，-1，144，-1，-1，-1，123，6，195，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi7＝(-1，151，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，119，183，70，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi8＝(-1，-1，-1，-1，180，-1，-1，-1，-1，87，107，130，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi9＝(-1，-1，-1，-1，-1，-1，195，-1，-1，-1，120，70，101，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi10＝(95，-1，-1，-1，-1，-1，161，199，-1，-1，118，160，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi11＝(184，-1，-1，-1，-1，177，186，130，-1，-1，135，162，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi12＝(-1，-1，-1，98，-1，-1，-1，-1，-1，49，131，10，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi13＝(-1，-1，94，-1，-1，-1，-1，-1，-1，87，87，57，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi14＝(-1，-1，-1，-1，-1，-1，86，-1，-1，2，28，132，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1)；
Hi15＝(-1，-1，-1，46，-1，-1，-1，-1，-1，123，152，99，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1)；
Hi16＝(-1，-1，-1，-1，47，-1，-1，181，-1，-1，49，197，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1)；
Hi17＝(-1，-1，-1，17，-1，-1，-1，-1，-1，194，132，151，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1)；
Hi18＝(-1，-1，101，-1，-1，-1，-1，-1，-1，19，174，115，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0)；
Hi19＝(-1，94，-1，-1，-1，-1，-1，-1，126，-1，17，60，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0)。
进一步地，所述LDPC码生成矩阵Gqc，sys由单位阵和m×n个循环阵构成，具体表达形式为：
Figure BDA0003345808780000081
其中，c表示生成矩阵的矩阵块的行数，t表示生成矩阵的矩阵块的列数，每个矩阵块是203×203阶的单位矩阵或循环矩阵；Icb是单位阵，n表示P矩阵的矩阵块列数，P矩阵中的矩阵块由循环矩阵Gi，j构成，每个Gi，j均为203×203阶循环矩阵，i表示当前循环矩阵在P矩阵中的行号，j表示当前循环矩阵在P矩阵中的列号；循环矩阵Gi，j的第一行采用表格描述，第二行由第一行循环右移得到，第三行由第二行循环右移得到，以此类推，得到203×203阶循环矩阵。
进一步地，所述步骤4中，交织模式包括短交织模式和长交织模式；所述短交织模式以1个信号帧为交织块，交织时间为160ms；所述长交织模式以4个信号帧为交织块，交织时间为640ms。
进一步地，所述步骤4中，交织算法为S交织算法。
进一步地，在所述S交织算法中，设R(n)为交织前输入序列的下标，n为交织后输出序列的下标，输入序列的下标是输出序列的下标的函数，输入序列的下标R(n)采用如下算法求得：
当0＜i＜S，且p(i)小于交织块的长度NMUX时，R(n)＝p(i)，p(i)＝(5p(i-1)+q)modS，n增加1，进入下一轮计算，i增加1；
当0＜i＜S，且p(i)大于等于交织块的长度NMUX时，进入下一轮计算，i增加1；
其中，p(i)表示中间量，初始值为0，
Figure BDA0003345808780000091
q＝S/4-1，mod表示两者相除取余数，
Figure BDA0003345808780000092
表示向正无穷大方向取整。
进一步地，交织块的长度NMUX＝6496×NSB×l×m，其中，NSB表示子带数，l表示交织块中信号帧的数量，m表示调制模式，当QPSK调制时，m＝2；当16QAM调制时，m＝4。
第二方面，本发明还提供一种窄带数据广播的信道编码设备，包括：
加扰单元，用于对业务数据流进行加扰；
设计单元，用于对于不同码率，设计用于进行LDPC编码的LDPC编码矩阵；所述LDPC编码矩阵为LDPC码奇偶校验矩阵或LDPC码生成矩阵；
LDPC编码单元，用于根据所述LDPC编码矩阵对加扰后的业务数据流进行LDPC编码；
比特交织单元，用于根据交织模式，采用交织算法对LDPC编码后的业务数据流进行比特交织，形成交织后的业务数据比特流。
进一步地，所述比特交织单元，具体用于设R(n)为交织前输入序列的下标，n为交织后输出序列的下标，输入序列的下标是输出序列的下标的函数，输入序列的下标R(n)采用如下算法求得：
当0＜i＜S，且p(i)小于交织块的长度NMUX时，R(n)＝p(i)，p(i)＝(5p(i-1)+q)modS，n增加1，进入下一轮计算，i增加1；
当0＜i＜S，且p(i)大于等于交织块的长度NMUX时，进入下一轮计算，i增加1；
其中，p(i)表示中间量，初始值为0，
Figure BDA0003345808780000093
q＝S/4-1，mod表示两者相除取余数，
Figure BDA0003345808780000094
表示向正无穷大方向取整。
本发明的有益效果是：
相比CDR的LDPC编码，NBB系统采用更短的LDPC编码实现了与CDR较长LDPC编码相同纠错能力，实现的资源更优化。相比HDradio采用的卷积码纠错方式，NBB采用的LDPC编码具有更强的纠错能力。
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信道编码方法流程图；
图4为本发明实施例中产生扰码的线性反馈移位寄存器。
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。
NBB系统的信道编码过程将业务数据流编码后变成业务数据比特流，业务数据比特流因为编码的原因数据量大于编码前的业务数据。
如图3所示，本发明提供的一种窄带数据广播的信道编码方法，包括以下步骤：
步骤1：对业务数据流进行加扰。
本实施例中，采用线性反馈移位寄存器生成的二进制伪随机序列对业务数据流进行加扰，二进制伪随机序列也称为扰码。如图4所示，线性反馈移位寄存器的初始值为100000000000，在每个物理层信号帧的起始位置重置线性反馈移位寄存器至初始值。线性反馈移位寄存器生成二进制伪随机序列Ps(i)，对应的生成多项式为x12+x11+x8+6+1。
上层的业务数据输入的数据字节流按照MSB(最高有效位)在前的方式形成业务数据比特信息序列，比特信息序列与扰码Ps(i)一一对应。通过将输入的比特信息序列与二进制伪随机序列Ps(i)进行模2加法实现扰码加扰，具体公式为：
Figure BDA0003345808780000111
其中，X(i)为加扰前的业务数据比特信息序列，Ps(i)为二进制伪随机序列，a(i)为加扰后的业务数据比特信息序列。
步骤2：对于不同码率，设计用于进行LDPC编码的LDPC编码矩阵；所述LDPC编码矩阵为LDPC码奇偶校验矩阵或LDPC码生成矩阵。
步骤3：根据LDPC编码矩阵对加扰后的业务数据流进行LDPC编码。
为了增强NBB系统的纠错能力，经过扰码加扰后的业务数据比特信息序列将采用具有纠错能力的LDPC码进行进一步编码。NBB系统中设计的LDPC码的码字长度为6496比特，支持三种编码码率，其编码配置如表1所示：
表1 LDPC编码码率
LDPC编码码率 信息比特长度k(bit) 码字长度N(bit)
5/8 4060 6496
1/2 3248 6496
3/8 2436 6496
对经过比特加扰后的比特信息序列a(i)进行分组，每k个比特为一组，组成输入比特信息序列m。由输入比特信息序列m＝{m0，m1，…，mk-1}和校验比特或校验位p＝{p0，p1，…，p6495-k}组成LDPC码的输出码字e＝{e0，e1，…，e6495}＝{m0，m1，…，mk-1，p0，p1，…，p6495-k}，其中校验比特或校验位p＝{p0，p1，…，p6495-k}由奇偶校验矩阵H求解，对应的求解方程为：
H×eT＝0 (2)
式(2)中，等式右边的0表示(6496-k)行1列的全0列矢量；H表示LDPC码奇偶校验矩阵，其大小为(6496-k)行6496列。LDPC码的奇偶校验矩阵H中的比特数为(6496-k)×6496，即
编码码率为5/8，奇偶校验矩阵H中的比特数为2436×6496＝15824256；
编码码率为1/2，奇偶校验矩阵H中的比特数为3248×6496＝21099008；
编码码率为3/8，奇偶校验矩阵H中的比特数为4060×6496＝26373760。
本实施例在定义LDPC奇偶校验矩阵时选取了100多种可能的矩阵组合方式，将每一组产生的奇偶校验矩阵代入仿真程序中进行测试分析，最终选定以译码性能好且又易于描述，节省存储空间的一组矩阵组合方式确定为本实施例的LDPC奇偶校验矩阵。本实施例LDPC奇偶校验矩阵的结构特点是可以将其看成由若干203×203阶子矩阵组成，每个子矩阵成为矩阵块。
LDPC码的奇偶校验矩阵用矩阵块表达的形式如下：
Figure BDA0003345808780000121
上式中，H矩阵中由多个矩阵块Hi，j构成，r表示奇偶校验矩阵的矩阵块的行数，奇偶校验矩阵的矩阵块的列数固定为32。每个Hi，j均为203×203阶子矩阵，i表示当前矩阵块在H矩阵中的行号，j表示当前矩阵块在H矩阵中的列号。每个矩阵块Hi，j或为203×203阶全零方阵，或为203×203阶单位阵的循环右移。为了描述方便，用一个整数表示一个矩阵块Hi，j。若该矩阵块Hi，j为全零方阵，则用-1表示；若该矩阵块Hi，j为单位阵的n次循环右移，则用n表示该循环方阵。以下描述不同码率下奇偶校验矩阵中的每个矩阵块对应的整数，根据整数表达的矩阵块的意义可完整的推导出校验矩阵H。
5/8码率LDPC码(6496，4060)的奇偶校验矩阵：
(6496，4060)LDPC码的奇偶校验矩阵由12×32个矩阵块构成。将同一行的32个矩阵块合成一个大的矩阵块，(6496，4060)LDPC码的校验矩阵重新表达如下：
H＝[H0 H1 H2 …… H9 H10 H11]T (4)
其中H0＝[H0，0 H0，1 H0，2 …… H0，29 H0，30 H0，31]，H0由32个矩阵块组成，可以由一组整数组成的序列来表达，H0的整数序列表达式用Hi0表示。
Hi0＝(-1，142，-1，-1，-1，-1，148，-1，-1，96，-1，-1，-1，-1，87，147，114，146，143，131，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
数组与矩阵的对应关系为Hi0[0]＝-1，对应矩阵H0，0，表示矩阵H0，0为203×203阶全零方阵；Hi0[1]＝142，对应矩阵H0，1，表示矩阵H0，1为203×203阶单位阵循环右移142次后得到的矩阵；Hi0[2]＝-1，对应矩阵H0，2，表示矩阵H0，2为203×203阶全零方阵；以此类推。
其中H1＝[H1，1 H1，2 H1，3 …… H1，29 H1，30 H1，31]
H1的整数序列表达式用Hi1表示：
Hi1＝(-1，-1，88，-1，-1，-1，-1，173，199，-1，-1，-1，-1，66，-1，124，201，142，140，135，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
以此类推，Hi的整数序列表达式用Hii表示。
Hi2＝(-1，97，-1，-1，-1，120，-1，-1，-1，-1，26，-1，78，-1，-1，182，194，93，53，46，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi3＝(136，-1，-1，-1，-1，-1，-1，139，-1，-1，-1，79，-1，-1，133，203，68，28，66，163，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi4＝(-1，-1，-1，202，30，-1，-1，-1，-1，-1，150，-1，-1，-1，44，54，31，8，18，102，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi5＝(-1，166，-1，-1，-1，-1，50，-1，-1，-1，-1，122，-1，-1，-1，161，84，93，8，88，73，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi6＝(-1，-1，-1，55，97，-1，-1，-1，-1，-1，-1，4，-1，88，-1，164，112，28，154，143，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1)
Hi7＝(-1，-1，174，-1，180，-1，-1，-1，108，-1，-1，-1，-1，156，-1，142，6，190，65，112，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1)
Hi8＝(-1，-1，1，-1，-1，109，-1，-1，-1，180，-1，-1，-1，-1，16，178，175，0，105，51，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1)
Hi9＝(170，-1，-1，-1，-1，-1，16，-1，-1，-1，79，-1，11，-1，-1，144，181，89，193，15，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1)
Hi10＝(85，-1，-1，-1，-1，-1，-1，194，-1，4，-1，-1，139，-1，-1，134，100，2，135，119，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0)
Hi11＝(-1，-1，-1，6，-1，96，-1，-1，183，-1，-1，-1，-1，-1，94，89，42，47，96，136，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0)
存储空间优化：
(6496，4060)LDPC码(5/8码率)的奇偶校验矩阵2436×6496＝15824256bits，直接存储该校验矩阵至少需要占用存储空间为26.4Mbits。采用整数序列描述一个矩阵块，整数的取值范围为0～202，使用8bit即可表达该整数序列，-1用255(即0xFF)表示。(6496，4060)LDPC码(5/8码率)的校验矩阵共有12×32个矩阵块，每个矩阵块用8bit表示，总共需要存储空间12×32×8＝3072bit，相比直接存储，节省存储空间15824256÷3072＝5228倍。采用整数矩阵块的表达方式大大节省了存储空间。
1/2码率LDPC码(6496，3248)的奇偶校验矩阵：
(6496，3248)LDPC码的奇偶校验矩阵由16×32个矩阵块构成。将同一行的32个矩阵块合成一个大的矩阵块，(6496，3248)LDPC码的校验矩阵重新表达如下：
H＝[H0 H1 H2 …… H13 H14 H15]T (5)
其中H0＝[H0，0 H0，1 H0，2 …… H0，29 H0，30 H0，31]，H0由32个矩阵块组成，可以由一组整数组成的序列来表达，H0的整数序列表达式用Hi0表示。
Hi0＝(-1，161，-1，-1，-1，-1，-1，145，-1，-1，-1，-1，1，179，2，92，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
数组与矩阵的对应关系为Hi0[0]＝-1，对应矩阵H0，0，表示矩阵H0，0为203×203阶全零方阵；Hi0[1]＝161，对应矩阵H0，1，表示矩阵H0，1为203×203阶单位阵循环右移161次后得到的矩阵；Hi0[2]＝-1，对应矩阵H0，2，表示矩阵H0，2为203×203阶全零方阵；以此类推。
其中H1＝[H1，1 H1，2 H1，3 …… H1，29 H1，30 H1，31]
H1的整数序列表达式用Hi1表示：
Hi1＝(-1，-1，181，-1，-1，-1，-1，-1，95，-1，-1，-1，0，191，0，50，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
以此类推，Hi的整数序列表达式用Hii表示。
Hi2＝(-1，-1，-1，9，-1，-1，-1，-1，-1，102，-1，-1，2，111，41，159，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi3＝(-1，-1，11，-1，-1，-1，-1，-1，113，-1，-1，159，-1，147，132，179，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi4＝(-1，-1，61，-1，-1，-1，58，-1，-1，-1，0，-1，-1，117，14，185，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi5＝(-1，110，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，131，96，-1，-1，5，82，113，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi6＝(-1，-1，-1，-1，146，-1，-1，-1，54，-1，-1，158，-1，90，135，121，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi7＝(-1，-1，-1，-1，-1，14，-1，-1，-1，-1，-1，-1，3，131，189，30，102，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi8＝(-1，-1，-1，-1，178，187，-1，-1，-1，-1，-1，-1，4，105，164，182，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi9＝(9，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，73，-1，199，75，98，91，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi10＝(69，-1，-1，-1，-1，-1，110，-1，-1，-1，-1，-1，1，190，153，41，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1)
Hi11＝(-1，-1，-1，39，-1，-1，199，-1，152，-1，-1，-1，-1，168，84，182，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1)
Hi12＝(-1，139，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，62，-1，135，-1，172，197，154，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1)
Hi13＝(-1，-1，-1，146，-1，-1，-1，170，-1，-1，-1，-1，5，75，200，179，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1)
Hi14＝(-1，-1，-1，-1，118，-1，-1，87，-1，-1，-1，-1，9，120，175，57，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0)
Hi15＝(149，-1，-1，-1，-1，162，-1，-1，-1，-1，-1，-1，13，177，78，136，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0)
存储空间优化：
(6496，3248)LDPC码(1/2码率)的奇偶校验矩阵3248×6496＝21099008bits，直接存储该校验矩阵至少需要占用存储空间为26.4Mbits。采用整数序列描述一个矩阵块，整数的取值范围为0～202，使用8bit即可表达该整数序列，-1用255(即0xFF)表示。(6496，3248)LDPC码(1/2码率)的校验矩阵共有12×32个矩阵块，每个矩阵块用8bit表示，总共需要存储空间16×32×8＝4096bit，相比直接存储，节省存储空间21099008÷4096＝5151倍。采用整数矩阵块的表达方式大大节省了存储空间。
3/8码率LDPC码(6496，2436)的奇偶校验矩阵：
(6496，2436)LDPC码的奇偶校验矩阵由20×32个矩阵块构成。将同一行的32个矩阵块合成一个大的矩阵块，(6496，2436)LDPC码的校验矩阵重新表达如下：
H＝[H0 H1 H2 …… H17 H18 H19]T (6)
其中H0＝[H0，0 H0，1 H0，2 …… H0，29 H0，30 H0，31]，H0由32个矩阵块组成，可以由一组整数组成的序列来表达，H0的整数序列表达式用Hi0表示。
Hi0＝(-1，-1，-1，-1，-1，174，-1，-1，-1，46，52，25，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
数组与矩阵的对应关系为Hi0[0]＝-1，对应矩阵H0，0，表示矩阵H0，0为203×203阶全零方阵；Hi0[1]＝-1，对应矩阵H0，1，表示矩阵H0，1为203×203阶全零方阵；Hi0[2]＝-1，对应矩阵H0，2，表示矩阵H0，2为203×203阶全零方阵；以此类推。
其中H1＝[H1，1 H1，2 H1，3 …… H1，29 H1，30 H1，31]
H1的整数序列表达式用Hi1表示：
Hi1＝(-1，88，-1，-1，-1，-1，-1，-1，97，-1，180，37，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
以此类推，Hi的整数序列表达式用Hii表示。
Hi2＝(-1，-1，-1，-1，13，-1，-1，-1，-1，107，91，144，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi3＝(-1，-1，174，-1，-1，-1，-1，-1，2，-1，166，169，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi4＝(119，-1，-1，-1，-1，-1，0，-1，-1，-1，20，8，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi5＝(178，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，147，175，154，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi6＝(-1，-1，-1，-1，-1，144，-1，-1，-1，123，6，195，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi7＝(-1，151，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，119，183，70，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi8＝(-1，-1，-1，-1，180，-1，-1，-1，-1，87，107，130，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi9＝(-1，-1，-1，-1，-1，-1，195，-1，-1，-1，120，70，101，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi10＝(95，-1，-1，-1，-1，-1，161，199，-1，-1，118，160，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi11＝(184，-1，-1，-1，-1，177，186，130，-1，-1，135，162，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi12＝(-1，-1，-1，98，-1，-1，-1，-1，-1，49，131，10，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi13＝(-1，-1，94，-1，-1，-1，-1，-1，-1，87，87，57，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1)
Hi14＝(-1，-1，-1，-1，-1，-1，86，-1，-1，2，28，132，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1)
Hi15＝(-1，-1，-1，46，-1，-1，-1，-1，-1，123，152，99，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1)
Hi16＝(-1，-1，-1，-1，47，-1，-1，181，-1，-1，49，197，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1)
Hi17＝(-1，-1，-1，17，-1，-1，-1，-1，-1，194，132，151，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1)
Hi18＝(-1，-1，101，-1，-1，-1，-1，-1，-1，19，174，115，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0)
Hi19＝(-1，94，-1，-1，-1，-1，-1，-1，126，-1，17，60，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0)
存储空间优化：
(6496，2436)LDPC码(3/8码率)的校验矩阵4060×6496＝26373760bits，直接存储该校验矩阵至少需要占用存储空间为26.4Mbits。采用整数序列描述一个矩阵块，整数的取值范围为0～202，使用8bit即可表达该整数序列，-1用255(即0xFF)表示。(6496，2436)LDPC码(3/8码率)的校验矩阵共有12×32个矩阵块，每个矩阵块用8bit表示，总共需要存储空间20×32×8＝5120bit，相比直接存储，节省存储空间26373760÷5120＝5151倍。采用整数矩阵块的表达方式大大节省了存储空间。
将奇偶校验矩阵H((6496-k)行6496列，k为信息比特长度)写成如下形式：
H＝[H1 H2] (7)
其中，H大小为(6496-k)×6496，H1的大小为(6496-k)×k，H2的大小为(6496-k)×(6496-k)。
LDPC编码后的码字
e＝[m p]
e为1×6496的矩阵，m为1×k的矩阵，p为1×(6496-k)的矩阵。将H和e代入到式(2)得：
Figure BDA0003345808780000161
展开式(8)，并考虑到运算是在伽罗华域GF(2)中进行的，可得到
p×(H2)T＝m×(H1)T (9)
奇偶校验矩阵H是非奇异的，满秩的矩阵，因此可进一步得出
p＝m×(H1)T×(H2)-T (10)
由此得到LDPC码字的校验比特p，再加上输入的比特信息序列m，得到LDPC编码后的比特数据流e。
使用奇偶校验矩阵对业务数据流进行LDPC编码，计算比较复杂，本实施例提供另外一种LDPC编码方式，即根据LDPC码生成矩阵进行LDPC编码。
NBB系统的LDPC码采用系统LDPC码，完成编码后信息位在前、校验位在后，其生成矩阵的形式为：
Figure BDA0003345808780000171
其中，c表示生成矩阵的矩阵块的行数，t表示生成矩阵的矩阵块的列数，每个矩阵块是203×203阶的单位矩阵或循环矩阵。I表示203×203阶的单位矩阵，Icb是(203×c)×(203×c)阶的单位矩阵，0表示203×203阶的全零矩阵，P矩阵由m×l个矩阵块构成，m表示P矩阵的矩阵块行数，，l表示P矩阵的矩阵块列数，P矩阵中的矩阵块由循环矩阵Gi，j构成，每个Gi，j均为203×203阶循环矩阵，i表示当前循环矩阵在P矩阵中的行号，j表示当前循环矩阵在P矩阵中的列号。Gi，j是循环矩阵，矩阵中第一行可在描述Gi，j的表格(如表5～7)中描述，第二行由第一行循环右移得到，第三行由第二行循环右移得到，以此类推，得到203×203阶矩阵。下面按照LDPC的码率描述P矩阵中对应循环矩阵Gi，j的第一行，从而可以根据本申请定义推导出完整的生成矩阵。
5/8码率LDPC码(6496，4060)的生成矩阵：
每个Gi，j(i＝0，1，…，19；j＝0，1，…，11)均为203×203阶循环矩阵。每个Gi，j的第一行有203个比特。为了使用16进制数来表示，在第一行的开始补一个0，共204个比特，然后将这204个比特转化成一个长度为51的16进制序列表示。每个Gi，j的第一行用20×12阶16进制格式数据表示的矩阵的一个对应元素表示，如表5所示。在第i(i＝0，1，…，19)行中的表格中，描述了12组数据，第一组数据表示Gi，0的第一行，第二组数据表示Gi，1的第一行，以此类推，第12组数据表示Gi，11的第一行。
表5 LDPC码的生成矩阵Gi，j
Figure BDA0003345808780000181
Figure BDA0003345808780000191
Figure BDA0003345808780000201
Figure BDA0003345808780000211
Figure BDA0003345808780000221
Figure BDA0003345808780000231
Figure BDA0003345808780000241
Figure BDA0003345808780000251
Figure BDA0003345808780000261
Figure BDA0003345808780000271
存储空间优化：
(6496，4060)LDPC码(5/8码率)的生成矩阵4060×6496＝26373760bits，直接存储该校验矩阵大约需要占用存储空间为26.4Mbits。(6496，4060)LDPC码(5/8码率)的校验矩阵共有16×32个矩阵块，每个矩阵块用203bit表示，总共需要存储空间20×32×203＝129920bit，相比直接存储，节省存储空间26373760÷129920＝203倍。采用首行移位循环矩阵块的表达方式大大节省了存储空间。
1/2码率LDPC码(6496，3248)的生成矩阵：
每个Gi，j(i＝0，1，…，15；j＝0，1，…，15)均为203×203阶循环矩阵。每个Gi，j的第一行有203个比特。为了使用16进制数进行表示，在第一行的开始补一个0，共204个比特，然后将这204个比特转化成一个长度为51的16进制序列表示。每个Gi，j的第一行用16×16阶16进制格式数据表示的矩阵的一个对应元素表示，如表6所示。在第i(i＝0，1，…，15)行中的表格中，描述了16组数据，第一组数据表示Gi，0的第一行，第二组数据表示Gi，1的第一行，以此类推，第16组数据表示Gi，15的第一行。
表6 LDPC码的生成矩阵Gi，j
Figure BDA0003345808780000272
Figure BDA0003345808780000281
Figure BDA0003345808780000291
Figure BDA0003345808780000301
Figure BDA0003345808780000311
Figure BDA0003345808780000321
Figure BDA0003345808780000331
Figure BDA0003345808780000341
Figure BDA0003345808780000351
Figure BDA0003345808780000361
Figure BDA0003345808780000371
存储空间优化：
(6496，3248)LDPC码(1/2码率)的生成矩阵3248×6496＝21099008bits，直接存储该校验矩阵大约需要占用存储空间为21.1Mbits。(6496，3248)LDPC码(1/2码率)的校验矩阵共有16×32个矩阵块，每个矩阵块用203bit表示，总共需要存储空间16×32×203＝1039936bit，相比直接存储，节省存储空间21099008÷1039936＝203倍。采用首行移位循环矩阵块的表达方式大大节省了存储空间。
3/8码率LDPC码(6496，2346)的生成矩阵：
每个Gi，j(i＝0，1，…，11；j＝0，1，…，19)均为203×203阶循环矩阵。每个Gi，j的第一行有203个比特。为了使用16进制数进行表示，在第一行的开始补一个0，共204个比特，然后将这204个比特转化成一个长度为51的16进制序列表示。每个Gi，j的第一行用12×20阶16进制格式数据表示的矩阵的一个对应元素表示，如表7所示。在第i(i＝0，1，…，11)行中的表格中，描述了20组数据，第一组数据表示Gi，0的第一行，第二组数据表示Gi，1的第一行，以此类推，第20组数据表示Gi，19的第一行。
表7 LDPC码的生成矩阵Gi，j
Figure BDA0003345808780000381
Figure BDA0003345808780000391
Figure BDA0003345808780000401
Figure BDA0003345808780000411
Figure BDA0003345808780000421
Figure BDA0003345808780000431
Figure BDA0003345808780000441
Figure BDA0003345808780000451
Figure BDA0003345808780000461
Figure BDA0003345808780000471
存储空间优化：
(6496，2436)LDPC码(3/8码率)的生成矩阵2436×6496＝15824256bits，直接存储该校验矩阵大约需要占用存储空间为15.8Mbits。(6496，2436)LDPC码(3/8码率)的校验矩阵共有12×32个矩阵块，每个矩阵块用203bit表示，总共需要存储空间12×32×203＝77952bit，相比直接存储，节省存储空间15824256÷77952＝203倍。采用首行移位循环矩阵块的表达方式大大节省了存储空间。
根据表5～7可以得到对应码率的LDPC码字生成矩阵Gqc，sys，生成矩阵Gqc，sys的大小为k×6496，输入比特信息序列m的大小为1×k，码字e大小为1×6496的矩阵：
e＝m×Gqc，sys (8)
由上式得到LDPC编码后的LPDC码字。
步骤4：根据交织模式，采用交织算法对LDPC编码后的业务数据流进行比特交织，形成交织后的业务数据比特流。
经过LDPC编码的业务数据比特流采用比特交织，使比特信息序列遇到较长的突发干扰时能够通过交织的方式将突发干扰分流到比特流的其它部分，增强LDPC编码的纠错效果。比特交织以交织块为单位进行，交织算法采用S交织。设交织前的输入序列为
Figure BDA0003345808780000472
其中NMUX为交织块的长度，交织后的输出序列为：
Figure BDA0003345808780000483
则vn＝uR(n)，其中，n为输出序列的下标，R(n)为输入序列的下标，即输入序列的下标是输出序列下标的函数，用此函数表达输入序列的顺序与输出序列的顺序之间的关系，可按照下列代码描述的算法求得函数R(n)：
Figure BDA0003345808780000481
其中，S为中间量，由NMUX计算的得到，
Figure BDA0003345808780000482
Figure BDA0003345808780000484
表示向正无穷大方向取整。p(i)为变量，当i＝0时，p(0)＝0；当0＜i＜S时，p(i)＝(5p(i-1)+q)modS，q＝S/4-1，mod表示两者相除取余数。
初始时i和n都为0。每一轮计算，i增加1，并比较p(i)和NMUX的大小，当p(i)小于NMUX时，就将本轮计算中p(i)的值赋予R(n)，并使n增加1，进入下一轮计算；当p(i)大于等于NMUX时，不做操作直接进入下一轮。这样一轮一轮计算，i值每轮增加1，n值在每轮p(i)小于NMUX时增加1，直到i增加到大于等于S时停止计算。由此计算得到R(n)。
经过LDPC编码的比特流U，经过S交织算法得到新的比特顺序的业务数据比特流V。根据不同的交织模式，S交织算法中使用到的交织块长度NMUX取不同值。
交织模式包括短交织模式和长交织模式；短交织模式以1个信号帧为交织块，交织时间为160ms；长交织模式以4个信号帧为交织块，交织时间为640ms。在短交织模式下，交织在一个信号帧内。在长交织模式下，交织在四个信号帧内。
交织块的长度：NMUX＝6496×NSB×l×m
其中，NSB表示子带数，l表示交织块中信号帧的数量，m表示调制模式，当QPSK调制时，m＝2；当16QAM调制时，m＝4。
部分模式交织块的比特数如表8所示：
表8比特交织块的比特数
Figure BDA0003345808780000491
经过加扰、LDPC编码和比特交织，窄带数据广播(NBB)的信道编码全部完成，业务数据流编码后变成业务数据比特流。
相比于NBB技术体系类似的数字调频广播技术CDR标准中的信道编码方式，NBB与CDR都采用LDPC纠错编码方式。CDR中的LDPC码长为9216bit，NBB中的LDPC码长采用6496bit。LDPC编码的纠错能力跟码长有关，码长越长越容易达到更好的纠错性能。LDPC编码的编译码器实现复杂度跟LDPC的码长成负相关，LDPC码长越长实现复杂度越高，LDPC码长越短实现复杂度越低。经仿真和实测，在同样的编码码率下，在译码门限等性能指标上NBB与CDR的LDPC码相当。NBB的LDPC编码性能与CDR相当，但因为码长较短而软硬件实现时复杂度降低，具体表现为软件实现运行时所需处理器存储器等运算资源更少，用硬件电路实现所需的电路资源更少。
相比于调频广播技术HDradio，HDradio采用卷积码作为纠错码，在通讯系统中卷积码的纠错性能弱于LDPC编码也是业界共识，实际仿真和测试的结果也显示，NBB和CDR系统的LDPC编码方式的纠错性能明显优于HDradio的卷积码纠错性能。卷积码的优势是实现复杂度较低，但是信道编码首先是满足纠错性能，其次再考虑实现复杂度。
在CDR等常见系统的LDPC编码中，通常直接用比特矩阵表示LDPC编码的生成矩阵和校验矩阵，由于LDPC编码码长通常较长，因此LDPC的生成矩阵和校验矩阵都比较庞大。以CDR的1/2码率的LDPC编码为例，其校验矩阵大小为4608×9216＝42467328bit，该校验矩阵至少需要占用存储空间为42.47Mbits，CDR中设计的LDPC编码的校验矩阵中1的个数较少，可以简化为只描述有1的位置，简化后存储空间可以减少为4608×6×14＝387072bit，相比较于直接表达，节省存储空间110倍。本发明设计的LDPC编码充分利用循环特性，使生成矩阵和校验矩阵的描述大大减少，极大的节省了矩阵的存储空间。以本发明中1/2码率的LDPC编码为例，其校验矩阵大小为3248×6496＝21099008bit，该校验矩阵至少需要占用存储空间为21.1Mbits，在本发明中将该矩阵分成16×32个矩阵块，每个矩阵块可以用一个小于255的整数表达，因此该矩阵优化后的存储空间为16×32×8＝4096bit，相较于直接表达节省了存储空间5151倍，存储优化大大优于CDR同等码率的LDPC编码。
本发明中LDPC编码校验矩阵和生产矩阵都具备循环特性，两个矩阵都可以分解为多个203×203阶矩阵块。特别是生成矩阵的循环特性让生成矩阵的存储空间比直接存储较少203倍。这种简化生成矩阵的存储方法并不普遍适用，因为对于LDPC编码的生成矩阵并不如同校验矩阵那样是稀疏矩阵，不能采用常用LDPC编码校验矩阵只描述1的位置的方法来缩减存储空间(如CDR标准中的LDPC编码)，通常只能直接存储，占用空间较大。所以，相比较CDR的LDPC编码的生成矩阵，本发明的LDPC编码的生成矩阵存储空间少了数百倍。
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 (10)

1.一种窄带数据广播的信道编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对业务数据流进行加扰；
步骤2：对于不同码率，设计用于进行LDPC编码的LDPC编码矩阵；所述LDPC编码矩阵为LDPC码奇偶校验矩阵或LDPC码生成矩阵；
步骤3：根据所述LDPC编码矩阵对加扰后的业务数据流进行LDPC编码；
步骤4：根据交织模式，采用交织算法对LDPC编码后的业务数据流进行比特交织，形成交织后的业务数据比特流。
2.如权利要求1所述的窄带数据广播的信道编码方法，其特征在于，所述步骤1中，加扰的具体实现过程为：
步骤1.1：采用线性反馈移位寄存器生成二进制伪随机序列；
步骤1.2：对业务数据流和二进制伪随机序列进行模2加，具体公式为：
Figure FDA0003345808770000011
其中，X(i)为加扰前的业务数据比特流，Ps(i)为二进制伪随机序列，a(i)为加扰后的业务数据比特流。
3.如权利要求1或2所述的窄带数据广播的信道编码方法，其特征在于，对于5/8码率，LDPC码(6496，4060)奇偶校验矩阵由32×12个子矩阵组成，LDPC码(6496，4060)奇偶校验矩阵H重新表达为：
H＝[H0 H1 H2 …… H9 H10 H11]T
其中，H0＝[H0，0 H0，1 H0，2 …… H0，29 H0，30 H0，31]，H0由32个矩阵块组成，采用由一组整数组成的序列来表示H0，H0的整数序列表达式用Hi0表示；
Hi0＝(-1，142，-1，-1，-1，-1，148，-1，-1，96，-1，-1，-1，-1，87，147，114，146，143，131，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
数组Hi0与矩阵的对应关系为：Hi0[0]＝-1，对应矩阵H0，0，表示矩阵H0，0为203×203阶全零方阵；Hi0[1]＝142，对应矩阵H0，1，表示矩阵H0，1为203×203阶单位阵循环右移142次后得到的矩阵；Hi0[2]＝-1，对应矩阵H0，2，表示矩阵H0，2为203×203阶全零方阵；以此类推；
其中，H1＝[H1，1 H1，2 H1，3 …… H1，29 H1，30 H1，31]
H1的整数序列表达式用Hi1表示：
Hi1＝(-1，-1，88，-1，-1，-1，-1，173，199，-1，-1，-1，-1，66，-1，124，201，142，140，135，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi2＝(-1，97，-1，-1，-1，120，-1，-1，-1，-1，26，-1，78，-1，-1，182，194，93，53，46，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi3＝(136，-1，-1，-1，-1，-1，-1，139，-1，-1，-1，79，-1，-1，133，203，68，28，66，163，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi4＝(-1，-1，-1，202，30，-1，-1，-1，-1，-1，150，-1，-1，-1，44，54，31，8，18，102，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi5＝(-1，166，-1，-1，-1，-1，50，-1，-1，-1，-1，122，-1，-1，-1，161，84，93，8，88，73，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi6＝(-1，-1，-1，55，97，-1，-1，-1，-1，-1，-1，4，-1，88，-1，164，112，28，154，143，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1)；
Hi7＝(-1，-1，174，-1，180，-1，-1，-1，108，-1，-1，-1，-1，156，-1，142，6，190，65，112，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1)；
Hi8＝(-1，-1，1，-1，-1，109，-1，-1，-1，180，-1，-1，-1，-1，16，178，175，0，105，51，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1)；
Hi9＝(170，-1，-1，-1，-1，-1，16，-1，-1，-1，79，-1，11，-1，-1，144，181，89，193，15，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1)；
Hi10＝(85，-1，-1，-1，-1，-1，-1，194，-1，4，-1，-1，139，-1，-1，134，100，2，135，119，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0)；
Hi11＝(-1，-1，-1，6，-1，96，-1，-1，183，-1，-1，-1，-1，-1，94，89，42，47，96，136，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0)；
对于1/2码率，LDPC码(6496，3248)奇偶校验矩阵由32×16个子矩阵组成，(6496，3248)LDPC码的校验矩阵H重新表达如下：
H＝[H0 H1 H2 ……H13 H14 H15]T
其中，H0＝[H0，0 H0，1 H0，2 …… H0，29 H0，30 H0，31]，H0由32个矩阵块组成，由一组整数组成的序列来表示H0，H0的整数序列表达式用Hi0表示；
Hi0＝(-1，161，-1，-1，-1，-1，-1，145，-1，-1，-1，-1，1，179，2，92，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
数组Hi0与矩阵的对应关系为：Hi0[0]＝-1，对应矩阵H0，0，表示矩阵H0，0为203×203阶全零方阵；Hi0[1]＝161，对应矩阵H0，1，表示矩阵H0，1为203×203阶单位阵循环右移161次后得到的矩阵；Hi0[2]＝-1，对应矩阵H0，2，表示矩阵H0，2为203×203阶全零方阵；以此类推；
其中，H1＝[H1，1 H1，2 H1，3 …… H1，29 H1，30 H1，31]
H1的整数序列表达式用Hi1表示：
Hi1＝(-1，-1，181，-1，-1，-1，-1，-1，95，-1，-1，-1，0，191，0，50，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi2＝(-1，-1，-1，9，-1，-1，-1，-1，-1，102，-1，-1，2，111，41，159，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi3＝(-1，-1，11，-1，-1，-1，-1，-1，113，-1，-1，159，-1，147，132，179，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi4＝(-1，-1，61，-1，-1，-1，58，-1，-1，-1，0，-1，-1，117，14，185，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi5＝(-1，110，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，131，96，-1，-1，5，82，113，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi6＝(-1，-1，-1，-1，146，-1，-1，-1，54，-1，-1，158，-1，90，135，121，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi7＝(-1，-1，-1，-1，-1，14，-1，-1，-1，-1，-1，-1，3，131，189，30，102，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi8＝(-1，-1，-1，-1，178，187，-1，-1，-1，-1，-1，-1，4，105，164，182，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi9＝(9，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，73，-1，199，75，98，91，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi10＝(69，-1，-1，-1，-1，-1，110，-1，-1，-1，-1，-1，1，190，153，41，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1)；
Hi11＝(-1，-1，-1，39，-1，-1，199，-1，152，-1，-1，-1，-1，168，84，182，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1)；
Hi12＝(-1，139，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，62，-1，135，-1，172，197，154，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1)；
Hi13＝(-1，-1，-1，146，-1，-1，-1，170，-1，-1，-1，-1，5，75，200，179，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1)；
Hi14＝(-1，-1，-1，-1，118，-1，-1，87，-1，-1，-1，-1，9，120，175，57，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0)；
Hi15＝(149，-1，-1，-1，-1，162，-1，-1，-1，-1，-1，-1，13，177，78，136，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0)；
对于3/8码率，LDPC码(6496，24360)奇偶校验矩阵由32×20个子矩阵组成，(6496，2436)LDPC码的校验矩阵H重新表达如下：
H＝[H0 H1 H2 …… H17 H18 H19]T
其中，H0＝[H0，0 H0，1 H0，2 …… H0，29 H0，30 H0，31]，H0由32个矩阵块组成，由一组整数组成的序列来表示H0，H0的整数序列表达式用Hi0表示；
Hi0＝(-1，-1，-1，-1，-1，174，-1，-1，-1，46，52，25，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)
数组Hi0与矩阵的对应关系为Hi0[0]＝-1，对应矩阵H0，0，表示矩阵H0，0为203×203阶全零方阵；Hi0[1]＝-1，对应矩阵H0，1，表示矩阵H0，1为203×203阶全零方阵；Hi0[2]＝-1，对应矩阵H0，2，表示矩阵H0，2为203×203阶全零方阵；以此类推；
其中，H1＝[H1，1 H1，2 H1，3 …… H1，29 H1，30 H1，31]
H1的整数序列表达式用Hi1表示：
Hi1＝(-1，88，-1，-1，-1，-1，-1，-1，97，-1，180，37，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi2＝(-1，-1，-1，-1，13，-1，-1，-1，-1，107，91，144，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi3＝(-1，-1，174，-1，-1，-1，-1，-1，2，-1，166，169，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi4＝(119，-1，-1，-1，-1，-1，0，-1，-1，-1，20，8，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi5＝(178，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，147，175，154，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi6＝(-1，-1，-1，-1，-1，144，-1，-1，-1，123，6，195，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi7＝(-1，151，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，119，183，70，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi8＝(-1，-1，-1，-1，180，-1，-1，-1，-1，87，107，130，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi9＝(-1，-1，-1，-1，-1，-1，195，-1，-1，-1，120，70，101，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi10＝(95，-1，-1，-1，-1，-1，161，199，-1，-1，118，160，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi11＝(184，-1，-1，-1，-1，177，186，130，-1，-1，135，162，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi12＝(-1，-1，-1，98，-1，-1，-1，-1，-1，49，131，10，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi13＝(-1，-1，94，-1，-1，-1，-1，-1，-1，87，87，57，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1，-1)；
Hi14＝(-1，-1，-1，-1，-1，-1，86，-1，-1，2，28，132，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1，-1)；
Hi15＝(-1，-1，-1，46，-1，-1，-1，-1，-1，123，152，99，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1，-1)；
Hi16＝(-1，-1，-1，-1，47，-1，-1，181，-1，-1，49，197，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1，-1)；
Hi17＝(-1，-1，-1，17，-1，-1，-1，-1，-1，194，132，151，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0，-1)；
Hi18＝(-1，-1，101，-1，-1，-1，-1，-1，-1，19，174，115，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0，0)；
Hi19＝(-1，94，-1，-1，-1，-1，-1，-1，126，-1，17，60，0，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，0)。
4.如权利要求1或2所述的窄带数据广播的信道编码方法，其特征在于，所述LDPC码生成矩阵Gqc，sys由单位阵和m×n个循环阵构成，具体表达形式为：
Figure FDA0003345808770000041
其中，c表示生成矩阵的矩阵块的行数，t表示生成矩阵的矩阵块的列数，每个矩阵块是203×203阶的单位矩阵或循环矩阵；Icb是单位阵，n表示P矩阵的矩阵块列数，P矩阵中的矩阵块由循环矩阵Gi，j构成，每个Gi，j均为203×203阶循环矩阵，i表示当前循环矩阵在P矩阵中的行号，j表示当前循环矩阵在P矩阵中的列号；循环矩阵Gi，j的第一行采用表格描述，第二行由第一行循环右移得到，第三行由第二行循环右移得到，以此类推，得到203×203阶循环矩阵。
5.如权利要求1所述的窄带数据广播的信道编码方法，其特征在于，所述步骤4中，交织模式包括短交织模式和长交织模式；所述短交织模式以1个信号帧为交织块，交织时间为160ms；所述长交织模式以4个信号帧为交织块，交织时间为640ms。
6.如权利要求1或5所述的窄带数据广播的信道编码方法，其特征在于，所述步骤4中，交织算法为S交织算法。
7.如权利要求6所述的窄带数据广播的信道编码方法，其特征在于，在所述S交织算法中，设R(n)为交织前输入序列的下标，n为交织后输出序列的下标，输入序列的下标是输出序列的下标的函数，输入序列的下标R(n)采用如下算法求得：
当0＜i＜S，且p(i)小于交织块的长度NMUX时，R(n)＝p(i)，p(i)＝(5p(i-1)+q)modS，n增加1，进入下一轮计算，i增加1；
当0＜i＜S，且p(i)大于等于交织块的长度NMUX时，进入下一轮计算，i增加1；
其中，p(i)表示中间量，初始值为0，
Figure FDA0003345808770000051
q＝S/4-1，mod表示两者相除取余数，
Figure FDA0003345808770000052
表示向正无穷大方向取整。
8.如权利要求7所述的窄带数据广播的信道编码方法，其特征在于，交织块的长度NMUX＝6496×NSB×l×m，其中，NSB表示子带数，l表示交织块中信号帧的数量，m表示调制模式，当QPSK调制时，m＝2；当16QAM调制时，m＝4。
9.一种窄带数据广播的信道编码设备，其特征在于，包括：
加扰单元，用于对业务数据流进行加扰；
设计单元，用于对于不同码率，设计用于进行LDPC编码的LDPC编码矩阵；所述LDPC编码矩阵为LDPC码奇偶校验矩阵或LDPC码生成矩阵；
LDPC编码单元，用于根据所述LDPC编码矩阵对加扰后的业务数据流进行LDPC编码；
比特交织单元，用于根据交织模式，采用交织算法对LDPC编码后的业务数据流进行比特交织，形成交织后的业务数据比特流。
10.如权利要求9所述的窄带数据广播的信道编码设备，其特征在于，所述比特交织单元，具体用于设R(n)为交织前输入序列的下标，n为交织后输出序列的下标，输入序列的下标是输出序列的下标的函数，输入序列的下标R(n)采用如下算法求得：
当0＜i＜S，且p(i)小于交织块的长度NMUX时，R(n)＝p(i)，p(i)＝(5p(i-1)+q)mod S，n增加1，进入下一轮计算，i增加1；
当0＜i＜S，且p(i)大于等于交织块的长度NMUX时，进入下一轮计算，i增加1；
其中，p(i)表示中间量，初始值为0，
Figure FDA0003345808770000061
q＝S/4-1，mod表示两者相除取余数，
Figure FDA0003345808770000062
表示向正无穷大方向取整。
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