CN100525272C - 基于免费dab的地面移动多媒体广播收发方法与*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于免费DAB(数字音频广播)的T-MMB(地面移动多媒体广播)收发方法和***，该方法包括：发端根据预设的多媒体业务配置参数，对业务数据依次进行信源编码、信道编码，并将编码后的业务数据以时分复用的方式嵌入T-MMB***的主业务信道MSC中；将业务数据对应的子信道信息等在快速信息信道FIC中进行标识并进行信道编码，对MSC和FIC的编码码元进行信道调制，形成T-MMB传输帧，然后经过射频调制发送出去。收端，对接收到的信号进行射频解调和同步，得到T-MMB传输帧；对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码，提取业务的相应配置参数，根据该参数对MSC中的相关业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码。应用本发明，在移动环境中多媒体广播业务数据能够有效的传输和接收。

Description

基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法与***

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，尤指一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发***和方法。

背景技术

DAB(Digital Audio Broadcasting)数字广播是由12个成员组成的协会—一著名的EUREKA-147开发起来的，***最初的名称是数字音频广播(DAB)，而且一直被用作区分真正的DAB广播与其它数字音频广播的标准。1994年，Eureka-147被国际标准化组织(ISO)选定为数字音频广播国际标准。DAB与传统的AM/FM广播体系相比，具有节省频谱资源、发射功率低、信息量大、抗噪声、抗干扰、抗电波传播衰落、适合高速移动接收等优点，它提供CD级的立体声音质，信号几乎零失真，是继传统的调幅、调频广播之后的第三代广播。

通信***的核心是如何在有限的带宽内提高传输效率和可靠性，为了提高可靠性，通常会在***中使用高效的纠错码，而为了提高频谱利用率，可以采用高阶调制，传输更多节目。由于DAB使用了卷积编码和DQPSK调制方式，使得***的频谱利用率不高，并且卷积码不能满足视频的准无错接收。

地面移动多媒体广播T-MMB则是在DAB标准的基础上，用高效的分组编码LDPC替换卷积编码，引入高阶调制，同时在DAB的快速信息信道FIC中增加业务的描述信息而实现的一种新的高效数字多媒体广播解决方案。该方案具有以下特点：

1)频点可用性好

2)频谱利用率高；

3)节电性能好；

4)纠错能力强；

5)实现复杂度低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法。

应用本方法，能够在移动环境中有效传输和接收多媒体广播业务数据。

本发明还提供一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发***。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

发端，根据预设的多媒体业务配置参数，对业务数据依次进行信源编码、信道编码，将编码后的业务数据以时分复用的方式嵌入T-MMB***的主业务信道MSC中并根据业务数据的子载波调制方式，确定MSC中对应的容量单元CU的大小；基于DAB快速信息信道FIC中的快速信息组FIG，将业务数据对应的子信道信息等在T-MMB的FIC中进行标识，对MSC和FIC数据采用新的信道编码和调制方式，对MSC和FIC的编码码元进行信道调制，形成T-MMB传输帧，然后经过射频调制发送出去。

收端，对接收到的信号进行射频解调和同步，得到T-MMB传输帧；对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码，提取业务的子信道信息，根据该信息对MSC中的相关业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码。

在一些实施例中，所述对业务数据进行的信源编码为：根据对应的多媒体业务配置参数，使用对应的信源编码器对业务数据进行信源编码。

在一些实施例中，所述对业务数据进行的信道编码包括信道纠错编码和时间交织，其中信道纠错编码为低密度奇偶校验码LDPC，编码码率为R₁，时间交织为卷积交织，深度为D，D≥16。

在一些实施例中，所述对FIC进行的信道编码只包括信道纠错编码，其中信道纠错编码为低密度奇偶校验码LDPC，编码码率为R₂。

在一些实施例中，所述确定MSC中对应的CU的大小为：n×32bits，其中n＝2代表业务数据采用DQPSK调制方式，n＝3代表业务数据采用8DPSK调制方式，n＝4代表业务数据采用16DAPSK调制方式，n＝6代表业务数据采用64DAPSK调制方式。

在一些实施例中，所述信道调制包括子载波调制和OFDM调制。

在一些实施例中，所述的子载波调制为：对于MSC来说，可以采用4点差分移相键控DQPSK、8点差分移相键控8DPSK、16点差分幅度和相位联合键控16DAPSK或64点差分幅度和相位联合键控64DAPSK；对于FIC来说，可以采用2点差分移相键控DBPSK、4点差分移相键控DQPSK。

在一些实施例中，所述OFDM调制为：根据***的工作频段和符号映射方式确定OFDM的传输模式，当MSC只使用DQPSK、8DPSK子载波调制时，按照DAB的规范确定OFDM的传输模式；当MSC中使用了m-DPSK或m-DAPSK子载波调制时，所述m为16、32或64中的一种或任意组合，若T-MMB的工作频点为BandIII，则采用传输模式IV进行OFDM调制，若T-MMB的工作频点为L-Band，则采用传输模式III进行OFDM调制

在一些实施例中，所述形成T-MMB传输帧为：使用MSC信道内容、FIC信道内容和同步信道内容形成T-MMB传输帧。同步信道内容按照DAB的规范形成。

在一些实施例中，所述将传输帧进行射频调制为：将传输帧信号搬移到Band III或L Band。

在一些实施例中，所述将业务数据对应的子信道信息等在T-MMB***FIC中进行标识为：所述子信道信息包括：子信道标识字段，用于标识业务数据占用的子信道；开始地址字段，用于标识子信道的第一个CU的地址；子载波调制类型，用于标识使用的子载波调制方式；保护级别，用于标识信道纠错编码码率；子信道大小，用于标识业务数据使用的CU个数；信源编码标识字段，用于标识业务数据的信源编码类型。

在一些实施例中，所述对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码为：对传输帧中的FIC信息进行OFDM解调、子载波解调和LDPC解码。

在一些实施例中，所述提取业务的相应配置参数为：根据信道解码后的FIC信息，提取相应业务对应的子信道信息。

在一些实施例中，所述对MSC中的相关业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码为：根据提取的相应业务的子信道信息，提取MSC中对应的业务数据，并对该业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码。

在一些实施例中，所述对业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码为：信道解调包括OFDM解调和子载波解调；信道解码包括时间解交织和信道纠错解码；信源解码按照子信道信息中信源编码类型进行对应的信源解码。本发明的另一个目的是提供一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发***，该***包括：网络控制中心(NCC)、发射台和接收机，其中，

所述NCC，用于将多媒体广播业务数据传送给所述发射台；

所述发射台，用于接收来自所述NCC的多媒体广播业务数据，根据预设的多媒体业务配置参数，对业务数据依次进行信源编码、信道编码，将编码后的业务数据以时分复用的方式嵌入T-MMB***的主业务信道MSC中并根据业务数据的子载波调制方式，确定MSC中对应的容量单元CU的大小；基于DAB快速信息信道FIC中的快速信息组FIG，将业务数据对应的子信道信息等在T-MMB的FIC中进行标识并进行信道编码，对MSC和FIC的编码码元进行信道调制，形成T-MMB传输帧，然后经过射频调制发送出去。

所述接收机，对接收到的信号进行射频解调和同步，得到T-MMB传输帧；对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码，提取业务的子信道信息，根据该信息对MSC中的相关业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码。

在一些实施例中，所述发射台包括接收模块、信源编码模块、信道编码模块、信道调制模块和射频调制模块，其中，

所述接收模块，用于接收来自所述NCC的多媒体广播业务数据和业务配置参数，生成FIC，并将业务数据转发给所述信源编码模块；

所述信源编码模块，对所述接收模块转发来的业务信号进行相应的信源编码，然后将信源编码后的数据送给所述信道编码模块；

所述信道编码模块，对接收的信源编码后的业务信号和FIC信号进行相应的信道编码；

所述信道调制模块，对信道编码后的数据进行子载波调制和OFDM调制，形成传输帧；

所述射频调制模块，用于将接收到的传输帧信号调制到预定的频点上，发送给所述接收机。

在一些实施例中，所述T-MMB接收机包括射频解调模块、同步模块、业务配置参数提取模块、业务数据提取模块、信道解调模块、信道解码模块和信源解码模块，其中，

射频解调模块，用于接收发射台发送的射频信号，并将信号经中频/数字下变频进行解调；

同步模块，用于对接收到的射频解调之后的数据进行同步形成传输帧；

业务配置参数提取模块，用于对传输帧的FIC部分进行信道解调和信道解码，并提取业务配置参数，信道解调包括OFDM解调和子载波解调，信道解码为信道纠错解码；

业务数据提取模块，根据提取的业务配置参数提取MSC中相应的业务数据，并发送给信道解调模块；

信道解调模块，对MSC中提取出的相关业务数据进行信道解调，包括OFDM解调和子载波解调，并发送给所述信道解码模块；

信道解码模块，对信道解调后的数据进行信道解码，包括时间解交织和信道纠错解码，并发送给所述信源解码模块；

信源解码模块，对信道解码后的数据进行信源解码。

本方案克服了现有的DAB***的频带效率低和纠错能力差能缺点，更适合视频节目传输；相比其它制式的移动多媒体技术，本发明有频点可用性好；实现复杂度低；频带利用率高；纠错能力强；支持便携和移动接收等优点。

同时，本发明不仅可用于地面，卫星和其它传输媒介，也可用于数据广播，互连网，和其它宽带多媒体信息传输及综合数据业务领域。

附图说明

图1为本发明的基于免费DAB的T-MMB收发方法的收发总体流程图。

图2为本发明的基于免费DAB的T-MMB收发***的总体结构图。

图3为本发明的基于免费DAB的T-MMB收发方法的传输原理框图。

图4为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中收发方法的传输具体流程图。

图5为本发明的基于免费DAB的T-MMB收发方法实施例中采用的8PSK符号星座图。

图6为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中收发方法采用的16APSK符号星座图。

图7为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中收发方法采用的T-MMB传输帧结构图。

图8为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中收发方法采用的FIC信息信道的业务组织区的结构图。

图8中各个标识的含义如下：

SId：业务标识符。

Service Identifier description(业务标识符描述)：

-Country Id：国家标识符。

-Service reference：业务参考。

-ECC：扩展的国家代码。

Local flag：局部标记。

CAId：条件接入标识符。

Number of service components：业务成分数

Service component description(业务成分描述)：

-TMId：传输机制标识符

-ASCTy：音频业务成分类型

-SubChId：子信道标识符

-P/S：主要/次要标识

-CA flag：CA标记

-DSCTy：数据业务成分类型

-FIDCId：快速信息数据信道标识符

以上各个标识的具体内容可以参见DAB标准(ETSI EN300 401)。

图9为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中收发方法采用的FIC信道的新业务子信道的结构图。

图10为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中收发方法采用的FIC信道的用户应用信息的结构图。

图11为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中接收方法的具体流程图。

图12为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中传输***的具体结构图。

图13为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中传输***发射台的具体结构图。

图14为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中T-MMB接收机的具体结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举较佳实施例，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明的基于免费DAB的T-MMB收发方法的收发总体流程图。如图所示，

根据预设的多媒体业务配置参数，对业务数据依次进行信源编码、信道编码，并将编码后的业务数据以时分复用的方式嵌入T-MMB***的主业务信道MSC中；

基于DAB快速信息信道FIC中的快速信息组FIG，将业务数据对应的子信道信息等在T-MMB的FIC中进行标识并进行信道编码；

对MSC和FIC的编码码元进行信道调制，形成T-MMB传输帧，然后经过射频调制发送出。

图1为本发明的基于免费DAB的T-MMB收发方法的收发总体流程图。如图1所示，

对接收到的信号进行射频解调和同步，得到T-MMB传输帧；

对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码，提取业务的子信道信息；

根据业务的子信道信息对MSC中的相关业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码。

图2为本发明的基于免费DAB的T-MMB收发***的总体结构图。如图所示，该***包括：网络控制中心(NCC)210，发射台220和接收机230。

在该***中，NCC 210，用于将多媒体广播业务数据发送给发射台220；

发射台220用于接收来自所述NCC的多媒体广播业务数据，根据预设的多媒体业务配置参数，对业务数据依次进行信源编码、信道编码，将编码后的业务数据以时分复用的方式嵌入T-MMB***的主业务信道MSC中并根据业务数据的子载波调制方式，确定MSC中对应的容量单元CU的大小；基于DAB快速信息信道FIC中的快速信息组FIG，将业务数据对应的子信道信息等在T-MMB的FIC中进行标识并进行信道编码，对MSC和FIC的编码码元进行信道调制，形成T-MMB传输帧，然后经过射频调制发送出去；

接收机230对接收到的信号进行射频解调和同步，得到T-MMB传输帧；对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码，提取业务的子信道信息，根据该信息对MSC中的相关业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码。

上述即为本发明的基于免费DAB的T-MMB收发方法和***的总体概述。

图3为本发明的基于免费DAB的T-MMB收发方法的传输原理框图。如图3所示，T-MMB***中各种业务数据经过可选的条件接收加扰、能量扩散、LDPC编码和时间交织后以时间复用的方式嵌入主业务复用器MSC。同时，FIC数据经过可选的条件接收加扰、能量扩散、LDPC编码后同MSC的数据一起送给传输帧复用器，然后送给OFDM调制形成传输帧，经过射频调制后发送出去。

图4为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中收发方法的传输具体流程图。如图4所示，该方法包括：

步骤401，预先设定多媒体广播的业务配置参数。

步骤402，根据业务配置参数，在快速信息信道FIC中进行相应标识。

本实施例中，为能够达到多路业务数据复用传输的目的，将业务数据的业务类型、子信道信息和业务数据的编码调制方式在FIC中进行相应标识。具体为：

a.业务类型描述

FIC中传输的快速信息组(FIG)类型0/扩展模式2(0/2)定义了DAB中业务信息如图8所示。该定义可具体参考ETSI EN300401。在本实施例中，对FIG0/2的部分内容做了扩展，具体如下：

-ASCTy(音频业务成分类型)：这6比特区域指示音频业务成分的类型。本实施例中增加了两种音频编码方式的标识，

000011：MPEG-4 HE AAC V2

000100：MPEG-4 ER-BSAC

-DSCTy(数据业务成分类型)：这6比特指示数据业务成分的类型。这部分具体解释见TS 101 756，table 2的定义。本实施例中增加了一种新业务类型标识，

011101：T-MMB Service。

通过在DAB***中预留的快速信息组(FIG)类型0/扩展模式15(0/15)(ETSI EN 300 401)来指示各类业务的子信道信息和编码调制方案。具体如图9所示。

SubChId(子信道标识符)：这个6比特区域编码为无符号的二进制数，用来指示某个子信道。

Start Address(开始地址)：这个10比特区域编码为无符号的二进制数(范围0到863)，指出子信道中第一个容量单元(CU)的地址。

ModuType(调制类型)：这个2比特标记用来指示是DQPSK/8DPSK/16DAPSK/64DAPSK调制，如下：

00：DQPSK；

01：8DPSK；

10：16DAPSK；

11：64DAPSK。

CodingType(编码类型)：这1比特用来指示信道编码方式，如下：

0：保留；

1：LDPC编码。

Rfu：这1比特为将来的添加保留。在定义前设为0。

Sub-channel field(子信道数据区域)：这12比特指示了子信道的大小和信道编码码率。

-PL(保护等级)：这2比特指示了信道编码码率，如下：

00：保护级别1-C，表示信道编码码率为1/2；

01：保护级别2-C，表示信道编码码率为2/3；

其他的为将来的使用保留。

-Sub-channel Size(子信道大小)：这个10比特区域编码为无符号的二进制数(范围1到864)，给出了根据调制方式和保护级别得出的子信道占用的容量单元数，见表1和2。其中，表1为保护级别为1-C、数据速率是24n Kbit/s(n是大于或等于1的整数)时不同调制方式的数据子信道大小；表2为保护级别为2-C、数据速率是32n Kbit/s(n是大于或等于1的整数)时不同调制方式的数据子信道大小。

 

调制方式	DQPSK	8DPSK	16DAPSK
				子信道大小(CUs)	18n	12n	9n

表1

 

调制方式	DQPSK	8DPSK	16DAPSK
				子信道大小(CUs)	18n	12n	9n

表2

b.用户信息描述

FIG0/13(ETSI EN 300 401)中定义了用户应用信息。本实施例中在该模式上扩展了部分内容，具体如图10所示。

User Application Type(用户应用类型)：此11比特给出了需要解码的用户应用，这些应用是由业务标号(SId)和业务成分标号(SCId)所标识的，其定义参考TS 101 756 table 16。本实施例中对此选项进行了扩展，具体如下：

0x00b：T-MMB service。

User Application data(用户应用数据)：此m×8比特数据用来传输用户应用信息数据，译码时由用户应用类型决定。针对T-MMB***的新业务，需要使用一个字节来表述T-MMB***的业务属性-VideoServiceObjectProfiled。

T-MMB视频服务框架1、框架2可分别由VideoServiceObjectProfileId＝0x01、VideoServiceObjectProfileId＝0x02来标识。

步骤403，接收多媒体广播业务数据，根据其业务配置参数，对接收到的业务数据进行信源编码和能量扩散。

信源编码属于压缩层，包括声音和图象的压缩编码。本步骤中，目前主要可以依照ISO/IEC的MPEG1，MPEG2，MPEG4|H.264，AVS等系列标准，对业务数据进行信源压缩，随着技术的发展，还可以采用其它新的压缩算法，例如小波编码，分形编码等。完成信源压缩后，形成相应的数据流或数据包。然后进行能量扩散，其能量扩散采用DAB***中的方式进行。

对FIC中的数据进行能量扩散，其能量扩散采用DAB***中的方式进行。

步骤404，根据业务的配置参数，对经过能量扩散后的数据进行信道编码。

本步骤中，T-MMB采用的纠错编码方案为LDPC码。

LDPC码可提供前向纠错功能，纠错性能强大，适合恶劣信道的信息传输，高信噪比下几次迭代译码便收敛。恰当设计的LDPC码具有很低的误码平台，此时不需级联外码。

本发明实施例中LDPC码对相同业务提供等差错保护，不同业务独立编码。前向纠错编码采用具有准循环结构的LDPC码，准循环的LDPC码可用移位寄存器进行编码而且便于存储。

准循环LDPC码的校验矩阵H可以表示为如下形式：

其中A_i，j是一个行(列)重量为ω_i，j的t×t维的循环矩阵，而且

由矩阵H表征的码字称为(N，K)LDPC码，其中N＝c×t为码长，K＝(c-ρ)×t表示编码信息比特的长度。A_i＝[A_i，1，A_i，2…，A_i，c]，i＝1，2，…，ρ的第一行称为H的第i个行生成器，则H共有ρ个行生成器。

校验矩阵H对应的生成矩阵G可以表示为：G＝[I|P]，其中I是单位阵，准循环矩阵P可以如下表示：

P_j＝[P_1，j，P_2，j，...P_c-ρ，j]^T，j＝1，2，…，ρ的第一列称为生成矩阵G的第j个列生成器，则G共有c-ρ个列生成器。

编码过程如下：首先在信源比特的之后填充b个0，得到长度为K的编码信息比特，然后进行LDPC编码。不同码率的LDPC码，所填充0的数目是不同的。

表3给出了业务数据两种LDPC编码码率R₁的编码参数。

 

N	K	B	t	ω<sub>i，j</sub>
					4608	2304	0	72	0或1
4608	3096	24	72	0或1

表3

对FIC而言，采用的LDPC编码码率R₂＝1/3，如表4所示。

 

N	K	B	t	ω<sub>i，j</sub>
					2304	768	0	72	0或1

表4

步骤405，对信道编码后的业务数据进行时间交织。

本步骤中，时间交织只适用于信道纠错编码后的业务数据，时间交织采用卷积交织，交织深度D≥16。

步骤406，对时间交织后的业务数据以时分复用的方式嵌入主业务信道MSC中。

本实施例中，主业务信道由公共交织帧(CIF)组成。一个CIF的最小地址单元是容量单元(CU)。每个CIF由864个CU组成。CU的大小是32×n个比特。n的取值有四种，分别对应四种不同的的差分调制方式：n＝2(DQPSK)、n＝3(8DPSK)、n＝4(16DAPSK)和n＝6(64DAPSK)。T-MMB信号对应的CU大小随调制方式而变，但CIF包含的CU个数不变。

步骤407，对MSC和信道编码后的FIC进行信道调制。本步骤中信道调制包括子载波符号映射、频率交织、差分调制和OFDM调制。

本步骤中子载波符号映射为：4点移相键控(QPSK)、8点移相键控(8PSK)、16点幅度和相位联合键控(16APSK)和64点幅度和相位联合键控(64APSK)。对于FIC而言，本实施例中只采用QPSK子载波符号映射方式，MSC可以是上述4种的任意组合。

首先介绍符号映射：

1)4点移相键控(QPSK)

QPSK映射参照DAB标准ETSI EN 300 401。

2)8点移相键控(8PSK)

8PSK星座如图5所示。对每个OFDM符号，3K-bit的矢量

需要通过以下方式映射成K个8PSK符号：

$q_{l,m}=e^{{\mathrm{j\Φ}}_{l,m}},m=\mathrm{0,1,2},...,K-1$

其中K是子载波数，Φ_l，m如表5所示。

 

Φ<sub>l，m</sub>	p<sub>l，3m</sub> p<sub>l，3m+1</sub> p<sub>l，3m+2</sub>
		0	0 0 1
π/4	0 0 0
		π/2	1 0 0
3π/4	1 1 0
		π	0 1 0
5π/4	0 1 1
		3π/2	1 1 1
7π/4	1 0 1

表5

3)16点幅度和相位联合键控(16APSK)

16APSK星座如图6所示。对每个OFDM符号，4K-bit的矢量

通过以下方式映射成K个16APSK符号：

$q_{l,m}=A_{l,n}{e}^{{\mathrm{j\Φ}}_{l,m}},m=\mathrm{0,1,2},...,K-1$

其中Φ_l，m如表6所示， $A_{l,m}={\mathrm{\α}}^{p_{l,4m}}.$

 

Φ<sub>l，m</sub>	p<sub>l，4m+1</sub> p<sub>l，4m+2</sub> p<sub>l，4m+3</sub>
		0	0 0 1
π/4	0 0 0

 

π/2	1 0 0
		3π/4	1 1 0
π	0 1 0
		5π/4	0 1 1
3π/2	1 1 1
		7π/4	1 0 1

表6

对映射后的符号进行频率交织，具体交织方式参照DAB标准ETSI EN300 401。

对频率交织后的符号再进行差分调制，具体如下：

1)DQPSK

差分调制在相邻的两个OFDM符号的同一个子载波上进行(即时域差分)，按如下式进行：

z_l，k＝z_l-1，k·y_l，k，l＝2，3，4，...，L，

                    -K/2≤k≤K/2

其中z_l-1，k表示第l-1个OFDM符号的第k个子载波的差分调制信号，yl，k表示频域交织后的第l个OFDM符号的第k个子载波的映射信号。

2)8DPSK

差分调制在相邻的两个OFDM符号的同一个子载波上进行(即时域差分)，按如下式进行：

z_l，k＝z_l-1，k·y_l，k，l＝2，3，4，...，L，

                    -K/2≤k≤K/2

其中z_l-1，k表示第l-1个OFDM符号的第k个子载波的差分调制信号，y_l，k表示频域交织后的第l个OFDM符号的第k个子载波的映射信号。

3)16DAPSK

DAPSK是幅度与相位联合的差分调制方案，其幅度与相位分别独立进行差分调制。16DAPSK的幅度按2DASK进行调制，相位按8DPSK进行调制。

差分调制在相邻的两个OFDM符号的相同的子载波上进行，公式如下：

$z_{l-1,k}=R_L\·{\mathrm{\α}}^{p_{l-\mathrm{1,4}k}^{\′}}\·e^{{\mathrm{j\Φ}}_{l-1,k}^{\′}}$

$y_{l,k}={\mathrm{\α}}^{p_{l,4k}^{\′}}\·e^{{\mathrm{j\Φ}}_{l,k}^{\′}}$

$z_{l,k}=R_L\·{\mathrm{\α}}^{(p_{l-\mathrm{1,4}k}^{\′}+p_{l,4k}^{\′})\mathrm{mod}2}\·e^{j({\mathrm{\Φ}}_{l-1,k}^{\′}+{\mathrm{\Φ}}_{l,k}^{\′})},l=\mathrm{2,3,4},...,L,$

-K/2≤k≤K/2

其中α>1是比例因子，，R_L表示16DAPSK的内环幅度；表示频域交织后的映射符号所对应的幅度比特；

表示频域交织后的相位信息。

在进行OFDM调制时，在原有的DAB***中，对子载波数目，保护间隔长度和工作频段等参数进行了组合，形成了四种模式供使用者选择。表7给出了四种模式对应的参数。

 

参数	传输模式I	传输模式II	传输模式III	传输模式IV
					S	76	76	153	76
K	1536	384	192	768
					N	2048	512	256	1024
T<sub>s</sub>	～1246	～312	～156	～623
					T<sub>u</sub>	1000	250	125	500
T<sub>G</sub>	～246	～62	～31	～123
					T<sub>F</sub>	96	24	24	48

表7

S：每个传输帧中OFDM符号个数(不包含空符号)

K：一个OFDM符号中子载波个数

N：FFT大小(点)

T_s：一个OFDM符号总的持续时间(μs)

T_u：一个OFDM符号中有用信号的持续时间(μs)

T_G：保护间隔(μs)

T_F：每个传输帧持续时间(ms)

步骤408，构造传输帧。

本实施例中，规定一个传输帧由同步信道(Sync)，快速信息信道(FIC)和主业务信道(MSC)构成。其基本构造与DAB***相同，以传输模式I为例，其形成过程如图7所示，图中视频业务是经过TS封装的。

步骤409，将传输帧进行射频调制并发送出去。

理论上DAB支持各种波段，表8给出了DAB各种模式允许使用的波段，表9给出了各种波段的频率范围。

 

传输模式	T-MMB标准中允许使用的波段
		传输模式I	Band I、Band II、Band III
传输模式II	Band I、Band II、Band III、Band IV、Band V、L-Band
		传输模式III	<3GHz
传输模式IV	Band I、Band II、Band III、Band IV、Band V、L-Band

表8

 

波段	频率范围(MHz)
		Band I	47-86
Band II	87.5-108
		Band III	174-230
Band IV/V	470-790
		L-Band	1452-1492

表9

目前，DAB工作频点是Band III和L-Band，在世界大部分地区已经得到分配，尤其是在欧洲，DAB基础设施已占到80％，表10给出了DAB各种模式和波段实际使用情况，常用的其实就有两种，分别对应着Band-III和L-Band。值得强调的是这种对应是在调制方式为DQPSK情况下是最优的，而当T-MMB***采用了高阶的调制方案时，如16DAPSK，目前的模式与工作频点的对应关系并非最优。因此，需要重新选择模式。

 

波段	DAB***中实际使用的波段	DAB***中实际对应的传输模式	T-MMB***中推荐的传输模式
				Band I	否	否	否
Band II	否	否	否
				Band III	是	传输模式I	传输模式IV
Band IV	否	否	否
				L-Band	是	传输模式II	传输模式III

表10

由于T-MMB***采用了更高阶调制方式，时变干扰的影响不可忽略。影响时变干扰因素有：移动速度，载波频点，OFDM符号的块长。为了抵抗时变干扰，T-MMB***对载波数目，保护间隔长度，工作波段和调制星座的数目等参数进行了重新组合。通过减小OFDM符号的块长，抵抗时变干扰。为了兼容DAB***，T-MMB减小OFDM符号的块长通过调整DAB实际使用的波段所对应的模式。通过修改，T-MMB***支持高效低复杂度16DAPSK调制方式同时支持高速移动接收。表10给出了T-MMB***采用16DAPSK所建议的模式和对应的波段，相比DAB，OFDM符号的载波数减小了一半。

根据表10采用合适的OFDM调制和射频调制后，将业务数据发送出去。

至此，本实施例中的基于免费DAB的T-MMB传输方法流程结束。由上述流程可以看出，本发明的传输方法基于DAB***的OFDM调制参数和帧结构，采用了新的信道编码和子载波调制方案，更适于传输视频数据。进一步地，对实际应用的频点与传输模式进行了相应地修改，以更好地适应高效低复杂度的调制方式。

与该传输方法相对应，本实施例还提供了基于免费DAB的T-MMB的接收方法。用于接收应用上述传输方法发送的数据，并进行相应处理还原为原始的多媒体业务数据。

图11为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中接收方法的具体流程图。如图11所示，该方法包括：

步骤1101，接收数据，并进行射频解调和同步，得到传输帧。

本步骤中，依据DAB***的方法进行相应接收数据的射频解调和同步处理即可，这里不再赘述。

步骤1102，对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码，提取业务的子信道信息。

本步骤中，对传输帧中的FIC信息进行OFDM解调、子载波解调和LDPC解码。根据信道解码后的FIC信息，提取相应业务对应的子信道信息。

步骤1103，利用提取的业务子信道信息，提取MSC中相关业务数据并依次进行信道解调、信道解码和信源解码。

本步骤中，信道解调包括OFDM解调和子载波解调；信道解码包括时间解交织和信道纠错解码；信源解码按照子信道信息中信源编码类型进行对应的信源解码。

以上为本发明实施例中基于免费DAB的T-MMB收发方法的具体实施方式，能够实现高效传输多种业务数据的目的，并且适于移动接收、频点可用性好。

本发明实施例还提供一种基于免费DAB的T-MMB的收发***，可以用于实施上述传输和接收方法。

图12即为本发明的基于免费DAB的T-MMB实施例中传输***的具体结构图。如图12所示，该***包括：一个网络控制中心(NCC)1210，一个以上的位于不同地区的发射台1220，一个以上的接收机1230，这样即可以组成一个整体地面移动多媒体广播网。

网络控制中心NCC 1210，用于将多媒体广播业务数据传送给发射台1220；发射台1220，用于接收来自NCC 1210的多媒体广播业务数据，根据预设的多媒体业务配置参数，对业务数据依次进行信源编码、信道编码，并将编码后的业务数据以时分复用的方式嵌入T-MMB***的主业务信道MSC中；基于DAB快速信息信道FIC中的快速信息组FIG，将业务数据对应的子信道信息等在T-MMB的FIC中进行标识并进行信道编码，对MSC和FIC的编码码元进行信道调制，形成T-MMB传输帧，然后经过射频调制发送出去。发射出去的信号，利用地面波传输到地面移动接收机或便携接收机1230。

接收机1230，对接收到的信号进行射频解调和同步，得到T-MMB传输帧；对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码，提取业务的子信道信息，根据该信息对MSC中的相关业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码。

由于发射台1220的覆盖区域依赖于许多因素，例如，地形，发射塔的高度和功率，接收机天线和增益/指向性等，使用户接收到的信号不仅有直达信号，还有经过一次或多次反射的信号，以及多频网或单频网中远方发射机发射的信号，因此，就存在一个多径干扰的问题，另外，对于移动接收机，存在多谱勒效应，因此，传输信道建模为时变多径信道，由于本发明采用了DAB***结构，其传输层的设计本身就是为这种时变多径信道量身定制的，因此本发明的T-MMB传输***支持移动接收和SFN组网。

具体地，发射台1220的结构如图13所示。

发射台包括接收模块1221、信源编码模块1222、信道编码模块1223、信道调制模块1224和射频调制模块1225，其中，

接收模块1221，用于接收来自所述NCC 1210的多媒体广播业务数据和业务配置参数，利用接收的业务配置参数生成FIC，并将接收的业务数据转发给信源编码模块1222；

信源编码模块1222，对接收模块1221转发来的业务信号进行相应的信源编码，然后将信源编码后的数据送给信道编码模块1223；

信道编码模块1223，对接收的信源编码后的业务信号和FIC信号进行相应的信道编码，然后将信道编码后的数据送给信道调制模块1224；；

信道调制模块1224，对信道编码后的数据进行子载波调制和OFDM调制，形成传输帧；

射频调制模块1225，用于将接收到的传输帧信号调制到预定的频点上，发送给所述接收机1230。

具体地，T-MMB接收机的具体结构如图14所示。

T-MMB接收机包括射频解调模块1231、同步模块1232、业务配置参数提取模块1233、业务数据提取模块1234、信道解调模块1235信道解码模块1236和信源解码模块1237，其中

射频解调模块1231，用于接收发射台1220发送的射频信号，并将信号经中频/数字下变频进行解调，并发送给同步模块1232；

同步模块1232，用于对接收到的射频解调之后的数据进行同步形成传输帧，并发送给业务配置参数提取模块1233；

业务配置参数提取模块1233，用于对传输帧的FIC部分进行信道解调和信道解码，并提取业务配置参数，信道解调包括OFDM解调和子载波解调，信道解码为信道纠错解码；

业务数据提取模块1234，根据提取的业务配置参数提取MSC中相应的业务数据，并发送给信道解调模块1235；

信道解调模块1235，对MSC中提取出的相关业务数据进行信道解调，包括OFDM解调和子载波解调，并发送给所述信道解码模块1236；

信道解码模块1236，对信道解调后的数据进行信道解码，包括时间解交织和信道纠错解码，并发送给所述信源解码模块1237；

信源解码模块1237，对信道解码后的数据进行信源解码。

上述即为本发明基于免费DAB的T-MMB收发***的具体实施方式。

本发明的T-MMB收发方法和***，基于成熟的免费DAB***，一方面，由于DAB***就是为手持移动终端而设计，因此本发明也同样适于移动接收，并且显示了令人满意的接收效果；另一方面，由于在FIC信道中的控制信息扩展了对于各个子业务信道的相关信息描述，使得本发明的方法和***能够同时传输多路多媒体业务数据；由于本发明采用了高效的信道调制方案，如8DPSK和16DAPSK，克服了现有的DAB***的频带效率低的缺点，采用了更强的纠错编码方案，如LDPC码，为多媒体数据，尤其是视频数据，提供了更强的抗干扰能力，使得整个方法和***更适合视频节目传输；最后，针对采用的高效信道调制方案，对由此带来的时变干扰增强的问题，通过缩短OFDM的符号块长来进行补偿，从而保障了在频带利用率提高的同时，用户对于信号的质量要求。

总之，相比其它制式的移动多媒体技术，本发明具有频点可用性好；频带利用率高，支持便携和移动接收；接收机复杂度低，容易实现等优点。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，该方法包括：

发端，根据预设的多媒体业务配置参数，对业务数据依次进行信源编码、信道编码，将编码后的业务数据以时分复用的方式嵌入T-MMB***的主业务信道MSC中并根据业务数据的子载波调制方式，确定MSC中对应的容量单元CU的大小；基于DAB快速信息信道FIC中的快速信息组FIG，将业务数据对应的子信道信息等在T-MMB的FIC中进行标识；对MSC和FIC数据采用新的信道编码和调制方式；对MSC和FIC的编码码元进行信道调制，形成T-MMB传输帧，然后经过射频调制发送出去；

收端，对接收到的信号进行射频解调和同步，得到T-MMB传输帧；对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码，提取业务的子信道信息，根据该信息对MSC中的相关业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码。

2.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述对业务数据进行的信源编码为：根据对应的多媒体业务配置参数，使用对应的信源编码器对业务数据进行信源编码。

3.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述对业务数据进行的信道编码包括信道纠错编码和时间交织，其中信道纠错编码为低密度奇偶校验码LDPC，编码码率为R₁，时间交织为卷积交织，深度为D，D≥16。

4.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述对FIC进行的信道编码只包括信道纠错编码，其中信道纠错编码为低密度奇偶校验码LDPC，编码码率为R₂。

5.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述确定MSC中对应的CU的大小为：n×32bits，其中n＝2代表业务数据采用DQPSK调制方式，n＝3代表业务数据采用8DPSK调制方式，n＝4、5、6...，分别代表M点差分幅度和相位联合键控MDAPSK，这里M＝2ⁿ>8。

6.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述信道调制包括子载波调制和OFDM调制。

7.根据权利要求6所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述的子载波调制为：对于MSC来说，可以采用4点差分移相键控DQPSK、8点差分移相键控8DPSK、M点差分幅度和相位联合键控MDAPSK，这里M＝2ⁿ>8，n＝4、5、6...；对于FIC来说，可以采用2点差分移相键控DBPSK、4点差分移相键控DQPSK。

8.根据权利要求6所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述OFDM调制为：根据***的工作频段和符号映射方式确定OFDM的传输模式，当MSC只使用DQPSK子载波调制时，按照DAB的规范确定OFDM的传输模式；当MSC中使用了8DPSK或M-DAPSK子载波调制时，所述M为16、32或64中的一种或任意组合，若T-MMB的工作频点为BandIII，则采用传输模式IV进行OFDM调制，若T-MMB的工作频点为L-Band，则采用传输模式III进行OFDM调制。

9.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述形成T-MMB传输帧为：使用MSC信道内容、FIC信道内容和同步信道内容形成T-MMB传输帧；同步信道内容按照DAB的规范形成。

10.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述将传输帧进行射频调制为：将传输帧信号搬移到BandIII或LBand。

11.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述将业务数据对应的子信道信息等在T-MMB***FIC中进行标识为：所述子信道信息包括：子信道标识字段，用于标识业务数据占用的子信道；开始地址字段，用于标识子信道的第一个CU的地址；子载波调制类型，用于标识使用的子载波调制方式；保护级别，用于标识信道纠错编码码率；子信道大小，用于标识业务数据使用的CU个数；信源编码标识字段，用于标识业务数据的信源编码类型。

12.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码为：对传输帧中的FIC信息进行OFDM解调、子载波解调和LDPC解码。

13.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述提取业务的相应配置参数为：根据信道解码后的FIC信息，提取相应业务对应的子信道信息。

14.根据权利要求1所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述对MSC中的相关业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码为：根据提取的相应业务的子信道信息，提取MSC中对应的业务数据，并对该业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码。

15.根据权利要求14所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发方法，其特征在于，所述对业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码为：信道解调包括OFDM解调和子载波解调；信道解码包括时间解交织和信道纠错解码；信源解码按照子信道信息中信源编码类型进行对应的信源解码。

16.一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发***，其特征在于：该***包括：网络控制中心NCC、发射台和接收机，其中，

所述NCC，用于将多媒体广播业务数据传送给所述发射台；

所述发射台，用于接收来自所述NCC的多媒体广播业务数据，根据预设的多媒体业务配置参数，对业务数据依次进行信源编码、信道编码，将编码后的业务数据以时分复用的方式嵌入T-MMB***的主业务信道MSC中并根据业务数据的子载波调制方式，确定MSC中对应的容量单元CU的大小；基于DAB快速信息信道FIC中的快速信息组FIG，将业务数据对应的子信道信息等在T-MMB的FIC中进行标识；对MSC和FIC数据采用新的信道编码和调制方式；对MSC和FIC的编码码元进行调制，形成T-MMB传输帧，然后经过射频调制发送出去；

所述接收机，对接收到的信号进行射频解调和同步，得到T-MMB传输帧；对传输帧中FIC进行信道解调和信道解码，提取业务的子信道信息，根据该信息对MSC中的相关业务数据依次进行信道解调、信道解码和信源解码。

17.根据权利要求16所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发***，其特征在于，所述发射台包括接收模块、信源编码模块、信道编码模块、信道调制模块和射频调制模块，其中，

所述接收模块，用于接收来自所述NCC的多媒体广播业务数据和业务配置参数，生成FIC，并将业务数据转发给所述信源编码模块；

所述信源编码模块，对所述接收模块转发来的业务信号进行相应的信源编码，然后将信源编码后的数据送给所述信道编码模块；

所述信道编码模块，对接收的信源编码后的业务信号和FIC信号进行相应的信道编码；

所述信道调制模块，对信道编码后的数据进行子载波调制和OFDM调制，形成传输帧；

所述射频调制模块，用于将接收到的传输帧信号调制到预定的频点上，发送给所述接收机。

18.根据权利要求16所述的一种基于免费DAB的地面移动多媒体广播收发***，其特征在于，所述T-MMB接收机包括射频解调模块、同步模块、业务配置参数提取模块、业务数据提取模块、信道解调模块、信道解码模块和信源解码模块，其中，

射频解调模块，用于接收发射台发送的射频信号，并将信号经中频/数字下变频进行解调；

同步模块，用于对接收到的射频解调之后的数据进行同步形成传输帧；

业务配置参数提取模块，用于对传输帧的FIC部分进行信道解调和信道解码，并提取业务配置参数，信道解调包括OFDM解调和子载波解调，信道解码为信道纠错解码；

业务数据提取模块，根据提取的业务配置参数提取MSC中相应的业务数据，并发送给信道解调模块；

信道解调模块，对MSC中提取出的相关业务数据进行信道解调，包括OFDM解调和子载波解调，并发送给所述信道解码模块；

信道解码模块，对信道解调后的数据进行信道解码，包括时间解交织和信道纠错解码，并发送给所述信源解码模块；

信源解码模块，对信道解码后的数据进行信源解码。

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