CN101155128A - 实现移动数据业务的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现移动数据业务的方法及***。本发明中，首先将所要传输的数据中的星座点分组，然后利用一个伪随机二进制序列产生器，先将一组星座点内部顺序打乱，然后平均加载到一组正交频分复用符号的子载波上，这样既保证了一组星座点平均分散到了不同频率、不同正交频分复用符号的子载波上，又将星座点前后顺序随机置乱，使得在接收机中进入维特比解码器的比特近似于经历了高斯衰落，从而提高了解码的性能，而且，本发明将不同用途的导频的星座点符号能量设定为不相同的值，从而在导频个数增加的情况下降低了***误码率。

Description

实现移动数据业务的方法及***

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种实现移动电视业务等移动数据业务的方法。

背景技术

手机电视是一种新的无线通信业务，也称移动电视，其具体是通过移动网络来实现流媒体及其它数据服务，用户是通过手机等终端进行电视节目(媒体流)的收看。手机电视业务可以极大的丰富人们的日常生活及资讯交流，因而，其必将成为运营商及用户关注的焦点。

随着无线通信技术的发展应用，终端的含义也已经被扩充到各种移动终端上，例如，车载设备、笔记本电脑、手执个人终端等等。

目前，实现手机电视业务的***主要有以下三种：

(1)基于现有2G、3G等传统移动通信网络的单播(即点对点)***，如WCDMA(宽频分码多重存取)***、EDGE(全球增强型数据提升率)***、GPRS(通用无线分组业务)***等；

(2)基于卫星***的单播或广播，如S-DMB(卫星数字多媒体广播)***等；

(3)基于移动广播***，如DVB-H(手持数字视频广播)、ISDB(综合业务数字广播)***。

在开展手机电视业务过程中，会随时遇到传输突发数据块的要求，在现有的移动手机电视***中，采用时间分片技术传输突发数据块。所述时间分片技术的核心思想在于：将同一节目的数据集中到一起，在很短的时间内占用全部带宽进行发送，其他时间段则留给其他需要突发传送的手机电视节目，这样，接收端的RF(射频)模块可以周期性地在很短的一个时间段内启动并接收相应的突发数据，在其他时间段内则保持关闭，从而达到节电的效果，具体如图1所示。

所以，为了取得更好的传输质量，***应尽量利用各种分集效果，在突发传输的时间中利用信道交织来有效的降低误码率，所述信道交织是指***将星座点数据分散在整个组帧所对应的时频平面之上的过程。由于将一个信道编码块所对应的星座点数据分散到不相关的子载波上可以使***取得较好的编码增益，而根据无线信道的基本模型，子载波之间的相关性随着子载波在频域或时域上的间隔增大而减弱，因此，若***采用信道交织可以降低误码率。

但现有的数字电视传输***中，如DVB-H、DVB-T(地面数字电视***)、国家标准，都没有考虑在时间片内部的符号之间作交织处理，导致***的误码率较高。

另外，在DVB-T/H中，一个OFDM(正交频分复用)符号的子载波共分为：数据子载波、TPS子载波、导频子载波(分为连续导频子载波和离散导频子载波)、直流子载波和填零的保护子载波，它们的分布如图2所示，其中的数据和TPS(传输参数信令)的星座点符号能量归一化为1、而导频的星座点符号能量归一化为16/9。由于导频子载波要用于接收机的时频同步和信道估计，所以采取较高的能量，以提高时频同步和信道估计的准确率。

在DVB-T/H***中，数据子载波的能量与发射总能量的比值为：

$\frac{1512}{1512+44\×\frac{16}{9}+131\×\frac{16}{9}+1+17}=0.821;$

在DVB-T/H***中，导频的星座点符号能量比普通数据的星座点符号能量有2.5dB左右的调制能量增益。

但是，因为现有的技术中将所有导频的星座点符号能量归一化为相同的值，缺乏灵活性，所以，在导频子载波数目及数据子载波数目发生变化时，可能会影响***的性能。

综上所述，现有技术中还存在着一定的弊端以至于影响数据传输质量，目前，还没有相应的技术方案可以解决上述现有无线通信网络中存在的相应问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现移动数据业务的方法及***，可以有效提高无线通信网络中开展移动数据业务性能，降低***误码率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种实现移动数据业务的方法，包括：

A、将所要传输的数据中的星座点分组；

B、根据伪随机序列值与星座点序列值的对应关系将星座组内的星座点序列前后顺序置乱；

C、将置乱顺序后的星座点加载到正交频分复用子载波上。

所述的每一个星座组内含有2880个星座点。

所述的伪随机序列值由伪随机二进制序列发生器产生；

所述的步骤B具体为：利用伪随机二进制序列发生器产生伪随机序列值，并根据星座点顺序置换函数 $P_b\left[n\right]=\underset{j=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i\left[j\right]\·2^j$ 以及等式 $Y_b^{\′}\left[n\right]=Y_b\left[P_b\right[n]-1]$ 将星座点序列前后顺序置乱，其中：

函数 $P_b\left[n\right]=\underset{j=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i\left[j\right]\·2^j$ 表示的含义为：将数组Si[j]对应的二进制数转换为十进制数，然后将这一值赋给P_b[n]；

所述等式 $Y_b^{\′}\left[n\right]=Y_b\left[P_b\right[n]-1]$ 中Y_b表示置乱前的星座点符号，Y′_b表示置乱后的星座点符号。

所述步骤C具体包括：

从一个星座组中按照置乱后的顺序依次取出星座点，并从第1个正交频分复用子载波的第1个承载数据的子载波开始加载，直至将这个星座组内星座点全部加载完，再重新开始另一个星座组内星座点的加载。

所述的正交频分复用子载波包括：

数据子载波、物理层控制信令子载波、导频子载波、直流子载波和保护子载波；

所述导频子载波包括：同步导频子载波和散点导频子载波。

所述的数据子载波、物理层控制信令子载波和同步导频子载波的能量为1；

所述的散点导频子载波的能量为64/25。

本发明还提供了一种实现移动数据业务的***，包括：

星座点分组单元：用于对数据中的星座点进行分组；

星座点置乱单元：用于根据伪随机序列值与星座点序列值的对应关系将星座组内的星座点序列前后顺序置乱；

星座点加载单元：用于将置乱顺序后的星座点加载到正交频分复用子载波上。

所述的星座点分组单元具体包括：

组建单元：用于将数据中的星座点组建成星座组；

第一确定单元：用于确定一个星座组是否组建完毕，并在确定组建完毕后，通知组建单元开始组建另外一个星座组。

所述的星座点置乱单元具体包括：

伪随机二进制序列产生单元：用于产生伪随机序列；

置乱单元：用于利用伪随机二进制序列产生单元产生的伪随机序列值与星座点序列值的对应关系将星座点序列前后顺序置乱。

所述的星座点加载单元具体包括：

抽取单元：用于在置乱后的星座组中按照置乱后的顺序抽取星座点；

第二确定单元：用于确定一个星座组内的星座点是否抽取完毕，并在确定抽取完毕后，通知抽取单元开始另一个星座组内星座点的抽取。

加载单元：用于从第1个正交频分复用子载波的第1个承载数据的子载波开始，按顺序将抽取单元抽取的星座点加载到所述的子载波上。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明中，首先将所要传输的数据中的星座点分组，然后利用一个伪随机二进制序列产生器，先将一组星座点内部顺序打乱，然后平均加载到一组OFDM(正交频分复用)符号的子载波上去，这样既保证了一组星座点平均分散到了不同频率、不同OFDM符号的子载波上，又将星座点前后顺序随机置乱，使得在接收机中进入维特比解码器的比特近似于经历了高斯衰落，从而提高了解码的性能，而且，本发明将不同用途的导频的星座点符号能量设定为不相同的值，从而在导频个数增加的情况下降低了***误码率。

附图说明

图1为现有技术中不同节目的突发数据块示意图；

图2为现有技术中DVB-T/H中的子载波分布图；

图3为本发明所述方法的具体实现过程流程图；

图4为本发明所述不同模式下进行交织的物理信道编码块个数取值表；

图5为本发明所述星座点分组示意图；

图6为本发明所述星座组内变换位置生成器框图；

图7为本发明所述Si的选取与星座组号b的关系图；

图8为本发明所述星座点到子载波加载示意图；

图9为本发明所述子载波分布示意图；

图10为本发明所述***的具体实现结构图。

具体实施方式

本发明提出一种简单易行的方法来实现在无线通信网络中开展移动数据业务的方法及***。

本发明的核心思想是：将所要传输的数据中的星座点分组；然后根据伪随机序列值与星座点序列值的对应关系将分组后星座组内星座点正常顺序置乱；最后将星座组内置乱顺序后的星座点加载到正交频分复用子载波上。

具体一点讲，本发明中将所要传输的数据中的星座点分组，然后根据伪随机二进制序列产生器产生的伪随机序列值与星座点序列值的对应关系，先将一组星座点内部顺序打乱，再将置乱顺序后的星座点加载到一组OFDM(正交频分复用)符号的子载波上去，而且，本发明将不同用途的导频的星座点符号能量设定为不相同的值，从而在导频个数增加的情况下降低了***误码率。

在本发明所述过程如图3所示，具体可以包括以下步骤：

步骤1：星座点分组；

本发明中，以nChanCodBlockSize(信道编码块的大小)个星座点为一组进行交织加载；每一组nChanCodBlockSize个星座点包含nModLvl(调制阶数)个物理信道编码块的所有数据，所述nModLvl取值为2、4、5、6，且分别对应QPSK(4相位键控)、16QAM(正交幅度调制)、32QAM、64QAM调制。

本发明实施例中，nChanCodBlockSize取值为2880，即每一星座组内含有2880个星座点；进行交织加载的星座点共有B组，编号b为0～(B-1)，其取值与进行交织的OFDM符号的个数有关，其关系见图4，图中第一行表示每组OFDM符号的个数取值为1、2、4、8；具体的分组示意如图5所示。

由于2K模式下一个OFDM符号中用于承载数据的子载波数为1440，而信道编码块的大小是2880，所以两个OFDM符号的数据子载波才可以承载一个信道编码块；而在4K模式下一个OFDM符号中用于承载数据的子载波数为2880，而信道编码块的大小是2880，所以1个OFDM符号的数据子载波可以承载一个信道编码块。

步骤2：置乱分组后星座组内的星座点；

本发明中，利用一个伪随机二进制序列产生器，将一组星座点内部顺序置乱，所述伪随机二进制序列产生器框图如图6所示，具体可以包括：

首先利用伪随机二进制序列生成器，生成多项式：

X¹²+X⁶+X⁴+X+1；

这里的变量X并无实际意义，其幂次表示伪随机二进制序列生成器的反馈线的连接状态，该生成多项式的幂次是12、6、4、1、0，这与图6所示的反馈线是一一对应的。

然后再定义一个12比特(bit)大小的数组S_i，S_i[j]表示第(i-1)次移位后第j个寄存器内的值(0≤j＜12)，所述j的取值为0或1。数组S₁[j]表示寄存器中的初值，初值的选取与星座组号b有关，其关系见图7所示，其中：

1＜i＜4096时，

S_i[j]＝S_i-1[j+1]，0≤j＜11；(a)

S_i[11]＝S_i-1[6] S_i-1[4] S_i-1[1] S_i-1[0]；(b)

将图5中的12个寄存器从右至左依次命名为0号至11号寄存器。其中，(a)式表示0号至10号寄存器内值是从所述寄存器左侧的寄存器移位进来的，即箭头右边寄存器(j号，0≤j＜11)内的值等于移位前箭头左边寄存器(j+1号，0≤j＜11)内的值；(b)式表示11号寄存器内值是由移位前的0号、1号、4号和6号寄存器内的值进行异或得到的。这样，每一次移位后12个寄存器内的值都会更新。

在第(i-1)次移位后，依次取出S_i[j](0≤j＜12)所对应的12个寄存器中的bit，可以得到一个二进制数，该二进制数的大小范围为[1,4095]。在4094次移位后，共可得到4095个二进制数，根据伪随机二进制序列的性质，在当前选用的生成多项式条件下，得到的4095个二进制数恰好是数字1～4095被打乱次序后的重排列，不会有重复的数出现；由于信道编码块的长度为2880，所以从打乱次序后的数列中依次取出小于等于2880的数，即得到了数字1～2880被打乱次序后的重排列。由此可以得到星座点顺序置换函数P_b[n]，以上所述过程用下面的程序来实现。

n＝0；

for(i＝1；i＜4096；i++){

$P_b\left[n\right]=\underset{j=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i\left[j\right]\·2^j---\left(c\right)$

If(P_b[n]＜＝nChanCodBlockSize)//依次取出＜＝2880的数

n++；}(d)

其中，由于S_i[j](0≤j＜12)中的数为0或1，需将其转换成十进制数，而S_i[j]中的数对应的权值为2^j，所以对于函数(c)的意义就是将S_i[j](0≤j＜12)对应的二进制数转换为十进制数，然后将这一值赋给P_b[n]。

对于所述程序的(d)步骤，其含义为：由于星座点的总数为2880个，所以一旦得到的十进制数大于2880，则不取这个数，令n的值保持不变，再去读取下一次移位后得到的二进制数，转换为十进制数后判断其大小，直至得到一个1～2880之间的数后，才将这个值赋给P_b[n]，并令n＝n+1。

由此我们得到了P_b[n]，对应0≤n＜2880，P_b[n]的值是1～2880这2880个数的一种乱序排列(b不同时，排列也不同)。

然后对于第b组2880个星座点，可以利用下面的等式进行位置的置乱

$Y_b^{\&prime;}\left[n\right]=Y_b\left[P_b\right[n]-1],0\&le;n<2880$

由于在C程序中的数组下标都是由0开始的，而之前得到的P_b[n]范围是从1到2880，因此Y_b的下标索引用P_b[n]-1来表示。其中Y_b表示置乱前的星座点符号，Y′_b表示置乱后的星座点符号。

步骤3：星座点到子载波的加载；

在置乱顺序后的一个星座组中，按照置乱后的顺序依次抽取出该星座组中星座点符号，并将所述的星座点符号从第1个OFDM符号的第1个承载数据的子载波开始加载，直至将这个星座组内星座点全部加载完，然后开始另一个星座组内星座点的加载操作。

所述加载过程具体如图8所示，图中所示的数值2880/1440分别表示在4K/2K模式下，一个OFDM符号中用于承载数据的子载波数。

本发明中所述的OFDM子载波包括：数据子载波、PCS(物理层控制信令)子载波、导频子载波(分为同步导频子载波和散点导频子载波)、直流(DC)子载波和填零的保护子载波，其分布如图9所示。

所述的导频子载波中包括的同步导频子载波用于纠正整数倍频偏和散点导频图案同步，而散点导频则用于信道估计。

本发明实施例中所述的数据子载波、PCS子载波和同步导频子载波的能量设定为1，而散点导频子载波的能量设定为64/25；

由于本发明中用于信道估计的导频能量设定为64/25，远远大于现有技术，从而提高了信道估计的性能；

本发明中用于纠正整数倍频偏和散点导频图案同步的同步导频虽然能量设定为1，但数量增加了近一倍，在2K模式时增加到了72，在4K模式时到了144，所以并不会影响纠正整数倍频偏和散点导频图案同步的性能；

本发明中数据子载波的能量与发射总能量的比值为 $\frac{1440}{1440+72+120\&times;\frac{64}{25}+1+24}=0.781,$ 虽然数据子载波的能量比例比现有技术略低，但由于散点导频能量提高带来的信道估计上的性能增益，在实际信道估计情况下，本发明中所述的技术方案性能比现有技术有很大提高。

本发明中将不同用途的导频的星座点符号能量设定为不相同的值，从而在导频个数增加的情况下降低了***的误码率，且散点导频处的星座点符号能量归一化为64/25，这样调制后的星座点符号比普通数据调制后能量归一化的星座点符号有4dB左右的调制能量增益，而同步导频处的星座点符号能量归一化为1，这样保持了数据子载波的能量在总能量中的比例。

本发明还提供了一种实现移动数据业务的***，具体实现结构如图10所示，具体包括：

(1)星座点分组单元

用于对数据中的星座点进行分组；

所述星座点分组单元具体包括：

组建单元：用于将数据中的星座点组建成星座组；

第一确定单元：用于确定一个星座组是否组建完毕，并在确定组建完毕后，通知组建单元开始组建另外一个星座组。

(2)星座点置乱单元

用于根据伪随机序列值与星座点序列值的加载关系将星座组内的星座点序列前后顺序置乱；

所述的星座点置乱单元具体包括：

伪随机二进制序列产生单元：用于产生伪随机序列；

置乱单元：用于利用伪随机二进制序列产生单元产生的伪随机序列值与星座点序列值的对应关系将星座点序列前后顺序置乱。

(3)星座点加载单元

用于将星座组内置乱顺序的星座点加载到正交频分复用子载波上。

所述的星座点加载单元具体包括：

抽取单元：用于在置乱后的星座组中按照置乱后的顺序抽取星座点；

第二确定单元：用于确定一个星座组内的星座点是否抽取完毕，并在确定抽取完毕后，通知抽取单元开始另一个星座组内星座点的抽取；

加载单元：用于从第1个正交频分复用子载波的第1个承载数据的子载波开始，按顺序将抽取单元抽取的星座点加载到所述的子载波上。

本发明所述方法及***可以在包括移动广播网络在内的无线通信网络中实现。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种实现移动数据业务的方法，其特征在于，包括：

A、将所要传输的数据中的星座点分组；

B、根据伪随机序列值与星座点序列值的对应关系将星座组内的星座点序列前后顺序置乱；

C、将置乱顺序后的星座点加载到正交频分复用子载波上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的每一个星座组内含有2880个星座点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的伪随机序列值由伪随机二进制序列发生器产生；

所述的步骤B具体为：利用伪随机二进制序列发生器产生伪随机序列值，并根据星座点顺序置换函数 $P_b\left[n\right]=\underset{j=0}{\overset{11}{\mathrm{\&Sigma;}}}{S}_i\left[j\right]\&CenterDot;2^j$ 以及等式Y_b′[n]＝Y_b[P_b[n]-1]将星座点序列前后顺序置乱，其中：

函数 $P_b\left[n\right]=\underset{j=0}{\overset{11}{\mathrm{\&Sigma;}}}{S}_i\left[j\right]\&CenterDot;2^j$ 表示的含义为：将数组Si[j]对应的二进制数转换为十进制数，然后将这一值赋给P_b[n]；

所述等式Y_b′[n]＝Y_b[P_b[n]-1]中Y_b表示置乱前的星座点符号，Y_b′表示置乱后的星座点符号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

从一个星座组中按照置乱后的顺序依次取出星座点，并从第1个正交频分复用子载波的第1个承载数据的子载波开始加载，直至将这个星座组内星座点全部加载完，再重新开始另一个星座组内星座点的加载。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的正交频分复用子载波包括：

数据子载波、物理层控制信令子载波、导频子载波、直流子载波和保护子载波；

所述导频子载波包括：同步导频子载波和散点导频子载波。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的数据子载波、物理层控制信令子载波和同步导频子载波的能量为1；

所述的散点导频子载波的能量为64/25。

7.一种实现移动数据业务的***，其特征在于，包括：

星座点分组单元：用于对数据中的星座点进行分组；

星座点置乱单元：用于根据伪随机序列值与星座点序列值的对应关系将星座组内的星座点序列前后顺序置乱；

星座点加载单元：用于将置乱顺序后的星座点加载到正交频分复用子载波上。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述的星座点分组单元具体包括：

组建单元：用于将数据中的星座点组建成星座组；

第一确定单元：用于确定一个星座组是否组建完毕，并在确定组建完毕后，通知组建单元开始组建另外一个星座组。

9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述的星座点置乱单元具体包括：

伪随机二进制序列产生单元：用于产生伪随机序列；

置乱单元：用于利用伪随机二进制序列产生单元产生的伪随机序列值与星座点序列值的对应关系将星座点序列前后顺序置乱。

10.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述的星座点加载单元具体包括：

抽取单元：用于在置乱后的星座组中按照置乱后的顺序抽取星座点；

第二确定单元：用于确定一个星座组内的星座点是否抽取完毕，并在确定抽取完毕后，通知抽取单元开始另一个星座组内星座点的抽取。

加载单元：用于从第1个正交频分复用子载波的第1个承载数据的子载波开始，按顺序将抽取单元抽取的星座点加载到所述的子载波上。

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