[發(fā)明專利]一種高性能數(shù)字電視地面廣播發(fā)射機(jī)空頻調(diào)制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810228281.0
• 申請日: 2008-10-27
• 公開（公告）號: CN101431502A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭紫微;徐鐵峰;聶秋華;何加銘
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L1/00;H04L1/06;H04N5/40
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，更具體地涉及一種具有時域訓(xùn)練序列和LDPC編碼(低密度奇偶校驗碼，Low?Density?Parity?Check，LDPC)的數(shù)字電視地面廣播發(fā)射機(jī)空頻調(diào)制方法。

背景技術(shù)

目前，地面電視廣播已從模擬逐漸向數(shù)字化方向發(fā)展。數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)，作為數(shù)字電視地面廣播的重要組成部分，其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，與人們的生活質(zhì)量息息相關(guān)，并因此受到了人們格外的廣泛關(guān)注。數(shù)字電視地面廣播相關(guān)技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)是通信與計算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展較快，市場前景較好的產(chǎn)業(yè)。在數(shù)字電視地面廣播相關(guān)技術(shù)上，目前各國關(guān)注的重點是，如何為復(fù)雜波傳環(huán)境下的數(shù)字電視地面廣播提供低成本的可靠高速移動的實現(xiàn)方案。數(shù)字電視地面廣播發(fā)射機(jī)調(diào)制技術(shù)是數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，對于整個系統(tǒng)性能起著決定性的作用，是大家重點研究的對象。

由于數(shù)字信號處理技術(shù)和集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)的系統(tǒng)實現(xiàn)變得越來越容易。因OFDM多載波傳輸技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單，頻譜利用率高，可以抗頻率選擇性和信道時變等諸多優(yōu)點而倍受大家的關(guān)注并得到深入的研究和在Xdsl、寬帶移動通信、寬帶無線局域網(wǎng)、數(shù)字電視地面廣播等諸多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。

信道編碼是數(shù)字通信系統(tǒng)的重要組成部分。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信道編碼技術(shù)已成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)。在信息序列中嵌入冗余碼元，信道編碼技術(shù)通過冗余碼元的作用減小信號在傳輸過程中發(fā)生錯誤，從而提高通信系統(tǒng)的可靠性。

自Shannon提出了著名的信道編碼定理以來，學(xué)者們一直致力于構(gòu)造糾錯能力接近理論極限且編碼復(fù)雜度可接受的信道編碼方法。在1993年，Berrou等人提出了Turbo碼，其優(yōu)越的性能震驚了編碼界，很快就成為了編碼界的研究熱點。正是隨著Turbo碼的不斷深入研究，人們才發(fā)現(xiàn)Turbo碼與1962年Gallager提出的低密度奇偶校驗碼(Low?Density?Parity?Check，LDPC)有許多相似之處，兩者在編碼端都采用隨機(jī)編碼的方式，在譯碼端都采用迭代譯碼方式。Gallager當(dāng)時之所以沒有發(fā)現(xiàn)LDPC碼的這一特性，主要原因在于當(dāng)時計算機(jī)的仿真能力有限，無法對碼字較長的LDPC碼進(jìn)行仿真實現(xiàn)，由于當(dāng)時硬件水平的限制使得學(xué)術(shù)界認(rèn)為LDPC碼譯碼算法過于復(fù)雜而難以在實際系統(tǒng)中被應(yīng)用并因此一度被忽視。直到1996年，MacKay和Neal證明采用BP迭代譯碼算法時LDPC碼具有逼近Shannon限的性能，從此使得LDPC編碼的研究和應(yīng)用跨入了一個新的階段。LDPC碼是一種用于在噪聲傳輸信道中傳輸信息并執(zhí)行前向糾錯(FEC，F(xiàn)orwardError?Correction)的糾錯碼。LDPC碼字可以看成是一種具有二進(jìn)制奇偶校驗矩陣的碼，而奇偶校驗矩陣的元素幾乎都為零。盡管LDPC編碼和其他糾錯編碼并不能保證無誤傳輸，但損失信息的概率卻可以降到所需的程度。LDPC編碼是一種能使數(shù)據(jù)傳輸速率接近理論最大值，即香農(nóng)極限的編碼方案。在LDPC編碼剛被發(fā)現(xiàn)的時候，在大多數(shù)情況下由于算法和編碼器的計算量過大而無法實際應(yīng)用，因而沒有得到廣泛使用。然而，自從1996年LDPC碼被重新認(rèn)識之后，已在通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，比如：IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)、IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)等十都考慮了采用LDPC碼作為信道編碼的應(yīng)用。

在實際通信環(huán)境中，數(shù)字電視地面廣播通信系統(tǒng)性能受到同步時間、時鐘抖動、信道衰落、信道干擾等因素的影響。發(fā)射機(jī)調(diào)制方法是實現(xiàn)可靠數(shù)字電視地面廣播的關(guān)鍵技術(shù)。

多天線通信系統(tǒng)使用多個(N_t個)發(fā)射天線以及一個或多個(N_r個)接收天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它通過將N_t個發(fā)射大線發(fā)送不同的數(shù)據(jù)來提高系統(tǒng)吞吐率或者通過冗余地發(fā)送數(shù)據(jù)來改善通信的可靠性。發(fā)射分集利用在空間、頻率、時間或者這些維度的組合上進(jìn)行數(shù)據(jù)的冗余傳輸，通過在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處的簡單發(fā)射分集處理，可以改善通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詮亩沟猛ㄐ畔到y(tǒng)獲得較強(qiáng)的性能。同時，采用單頻網(wǎng)的組網(wǎng)模式(即，若干個發(fā)射臺同一時間在同一個頻率上發(fā)射同樣的信號以實現(xiàn)對一定服務(wù)區(qū)域的可靠覆蓋)可以大大提高數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)的頻譜利用率。

利用數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)提供無償電視廣播、有償電視廣播、保密信息傳輸、多媒體增值服務(wù)等可控制多業(yè)務(wù)是新一代數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)滿足社會需求的體現(xiàn)。