一种基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，包括：独立信令模块包括：前导信令单元，用于识别物理帧的类型，响应紧急广播信息，获取物理帧的属性信息；物理帧信令单元，用于获知物理帧的属性信息以辅助解析物理帧；物理帧信令单元分为物理帧信令常用信令模式和物理帧信令简化信令模式；逻辑帧信令单元，用于获知逻辑帧中传输信道的属性信息；逻辑帧信令单元包括逻辑帧配置信令、逻辑帧动态信令、逻辑帧扩展信令；伴随信令模块包括第一伴随信令单元和第二伴随信令单元。本发明专利技术功能上支持不同传输信道用不同传输参数、接收不同等级质量服务、快速接收紧急广播消息、辅助流传输。性能上兼顾快速扫描、省电、节省信令开销。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信
，特别是涉及一种基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统。
技术介绍
随着数字技术和信息技术的迅猛发展，全世界已经进入数字化、信息化、网络化时代，数字多媒体广播也得到了迅猛发展。现阶段，国际上主要有如下几类数字电视广播标准：欧洲的数字电视广播(DVB)标准、美国的高级电视系统委员会(ATSC)标准、日本的综合业务数字广播(ISDB)标准。中国的数字电视正是在国际数字化日益高涨的氛围下开始发展，推出了数字电视地面多媒体广播(DTMB)标准、中国移动多媒体广播(CMMB)标准等。一个无线数字电视广播系统的基带信号是由一系列的物理帧组成的。通常每个物理帧由前导部分、信令部分和数据部分组成。前导部分用于同步或/和信号识别；信令部分用于描述数据部分的调制编码传输方式，它还可指示待解码数据的位置以及接收数据所必需的信息，信令部分由多个信令字段组成；数据部分用于承载待传输的业务流。在OFDM系统中，前导部分、信令部分和数据部分分别由前导符号、信令符号和数据符号承载。无线广播接收机刚开机时，首先进行初始扫描。初始扫描包括以下步骤：1)解析物理帧的前导部分，以找到该接收机能力支持的无线广播数据流；2)解析相应物理帧的信令部分，根据信令指示解析节目单及数据流的访问信息等在物理帧中的比特数据；3)无线广播接收机上层协议栈对这些物理层输出的比特数据进行协议解析，获得该接收机能力支持的无线广播数据流的节目单及数据流的访问或映射等信息。无线广播接收机逐帧重复上述步骤，直至完成无线广播接收机能力支持的所有无线广播数据流的初始扫描。当无线广播接收机选定目标业务后，则根据初始扫描所获得的节目单信息及目标数据流在多个协议层的相关访问信令信息，在物理帧中所指示位置解析目标数据流的相关数据，从而开始其连续接收。无论是数据流，还是数据流的节目单及目标数据流的访问信息，都可以在无线广播系统中作为物理帧的数据部分传输。当无线广播接收机转换频道时，则根据节目单、目标数据流的映射信息及相关物理层信令信息，在无线广播接收机物理帧中新指示的位置解析待接收数据流，从而完成换台过程，紧接着开始新的无线广播数据流的连续接收。伴随着传统电视媒体向网络化电视新媒体渠道进军，广播服务模式在向内容格式多样性、
服务种类多样性、接入方式多样性等特点的方向转化。同时，电信网、广播网和互联网之间的相互渗透和兼容使得三网融合的发展势头更加明显。这些为无线数字广播带来了新的发展机遇和挑战，也对无线数字多媒体广播系统提出了新的需求。针对下一代无线广播系统的应用需求，已提出一套无线广播的传输方案：无线数字多媒体广播系统一方面需要采用先进的比特交织编码调制(BICM)技术，以有效提高频谱效率和传输可靠性，另一方面，在成帧时需要做如下考虑。为了支持兼容性，多个物理帧与未定义时段共信道时分复用，组成物理超帧。未定义时段可承载已有标准定义的信号、或本标准未来扩展版本定义的信号或其它系统定义的信号。为利于接收机省电，物理帧和未定义时段在物理超帧内按照一定规则周期重复。为了在提供灵活的物理帧配置及映射方式基础上，不额外增加调度器复杂度，在物理帧这一层之上引入逻辑帧的概念。逻辑帧由逻辑帧信令(LFS)数据单元、公共传输信道(TCH)数据单元、类型1业务TCH数据单元、类型2业务TCH数据单元、辅助流数据单元和逻辑帧填充单元依次组成。为满足不同业务之间服务质量的差异化，逻辑帧通过多个TCH传输多个具有不同QoS需求的业务，不同业务/业务组件可以灵活地映射至一个或多个TCH中，每个TCH可以依据其所承载的业务的服务质量需求，独立确定其编码、星座映射、时间交织、多天线编码的方式。为实现同一业务的多个子业务在多个TCH灵活传输，承载同一业务源的TCH可分为驻留TCH与关联TCH，驻留TCH必需映射到每一个逻辑帧中。为方便实现逻辑帧中携带业务数据的上层关联访问，节目单信息及其访问等信息通过专门的公共TCH承载。由于待传业务类型多样，对应用场景、鲁棒性及传输时延需求等各有不同，为此，在传输业务的业务TCH中，相比通常的业务连续传输方式(类型1业务TCH)，增加引入类型2业务TCH，用于实现逻辑帧中时间分片的业务传输方式，以获得时间分集增益，提高传输可靠性。在类型2业务TCH之后，可以添加一个或多个辅助流和一些逻辑帧填充单元，以正好占满逻辑帧的容量。一组等长的逻辑帧组成逻辑超帧，多个连续的逻辑超帧流组成逻辑信道，逻辑信道向物理帧的映射由逻辑信道的类型来确定。因此，如何提供一种基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，以解决现有技术中的物理层信令结构无法配合已提出的新的无线广播的传输方案以完成通知无线广播接收机在新的无线广播传输方案中所使用的参数值，无线广播接收机方能完成数据的解析的功能，实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，用于解决现有技术中物理层信令结构无法配合已提出的新的无线广播的传输方案以完成通知无线广播接收机在新的无线广播传输方案中所使用的参数值，无线广播接收机方能完成数据的解析的功能的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，应用于由无线广播发射机和无线广播接收机组成的无线通信网络中，所述无线广播发射机发射无线广播信号至无线广播接收机，所述无线广播信号包括紧急广播信息和/或非紧急广播信息，所述紧急广播信息和非广播信息由物理帧承载，所述物理层信令结构包括用于解析所述物理帧的独立信令模块和伴随信令模块：其中，所述独立信令模块包括：前导信令单元，用于识别所述物理帧的类型，响应所述紧急广播信息，并获取所述物理帧的属性信息；所述前导信令单元通过前导符号承载；所述前导信令单元包括时域信息和频域信息；所述频域信息包括第一域、第二域、及第三域；物理帧信令单元，用于获知所述物理帧的属性信息以辅助解析所述物理帧；所述物理帧信令单元的数据结构分为物理帧信令常用信令模式和物理帧信令简化信令模式；所述物理帧信令单元通过信令符号承载；逻辑帧信令单元，用于获知逻辑帧中传输信道的属性信息；所述逻辑帧信令单元包括逻辑帧配置信令、逻辑帧动态信令、及逻辑帧扩展信令；伴随信令包括：第一伴随信令，用于指示传输信道在下一个逻辑帧内动态变化的物理层信令域；和第二伴随信令单元。可选地，所述第一域用于指示所述物理帧的类型，所述第一域的属性信息包括前导信号格式、前导信号传输类型、及与所述前导信号格式和前导传输类型一一对应的信令域取值；其中，所述前导信号格式包括固定广播和移动广播，所述前导信号传输类型包括单输入单输出模式和多输入多/单输出模式。可选地，所述第二域用于指示所述物理帧内正交频分复用符号的离散傅立叶变换点数和保护间隔比例信息；所述第三域用于指示所述物理帧的物理帧信令模式，所述第三域包括第一预设值和第二预设值。可选地，所述物理帧信令单元在单载频系统中使用所述物理帧信令常用信令模式；在多载频系统中的主载频上使用所述物理帧信令常用信令模式，在多载频系统中的辅载频上使用所述物理帧信令常用信令模式或所述物理帧信令简化信令模式；所述物理帧信令单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，应用于由无线广播发射机和无线广播接收机组成的无线通信网络中，所述无线广播发射机发射无线广播信号至无线广播接收机，所述无线广播信号包括紧急广播信息和/或非紧急广播信息，所述紧急广播信息和非广播信息由物理帧承载，其特征在于，所述基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统包括用于解析所述物理帧的独立信令模块和伴随信令模块：其中，所述独立信令模块包括：前导信令单元，用于识别所述物理帧的类型，响应所述紧急广播信息，并获取所述物理帧的属性信息；所述前导信令单元通过前导符号承载；所述前导信令单元包括时域信息和频域信息；所述频域信息包括第一域、第二域、及第三域；物理帧信令单元，用于获知所述物理帧的属性信息以辅助解析所述物理帧；所述物理帧信令单元的数据结构分为物理帧信令常用信令模式和物理帧信令简化信令模式；所述物理帧信令单元通过信令符号承载；逻辑帧信令单元，用于获知逻辑帧中传输信道的属性信息；所述逻辑帧信令单元包括逻辑帧配置信令、逻辑帧动态信令、及逻辑帧扩展信令；伴随信令模块包括：第一伴随信令单元，用于指示传输信道在下一个逻辑帧内动态变化的物理层信令域；和第二伴随信令单元。...

【技术特征摘要】
1.一种基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，应用于由无线广播发射机和无线广播接收机组成的无线通信网络中，所述无线广播发射机发射无线广播信号至无线广播接收机，所述无线广播信号包括紧急广播信息和/或非紧急广播信息，所述紧急广播信息和非广播信息由物理帧承载，其特征在于，所述基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统包括用于解析所述物理帧的独立信令模块和伴随信令模块：其中，所述独立信令模块包括：前导信令单元，用于识别所述物理帧的类型，响应所述紧急广播信息，并获取所述物理帧的属性信息；所述前导信令单元通过前导符号承载；所述前导信令单元包括时域信息和频域信息；所述频域信息包括第一域、第二域、及第三域；物理帧信令单元，用于获知所述物理帧的属性信息以辅助解析所述物理帧；所述物理帧信令单元的数据结构分为物理帧信令常用信令模式和物理帧信令简化信令模式；所述物理帧信令单元通过信令符号承载；逻辑帧信令单元，用于获知逻辑帧中传输信道的属性信息；所述逻辑帧信令单元包括逻辑帧配置信令、逻辑帧动态信令、及逻辑帧扩展信令；伴随信令模块包括：第一伴随信令单元，用于指示传输信道在下一个逻辑帧内动态变化的物理层信令域；和第二伴随信令单元。2.根据权利要求1所述的基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，其特征在于：所述第一域用于指示所述物理帧的类型，所述第一域的属性信息包括前导信号格式、前导信号传输类型、及与所述前导信号格式和前导传输类型一一对应的信令域取值；其中，所述前导信号格式包括固定广播和移动广播，所述前导信号传输类型包括单输入单输出模式和多输入多/单输出模式。3.根据权利要求1所述的基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，其特征在于：所述第二域用于指示所述物理帧内正交频分复用符号的离散傅立叶变换点数和保护间隔比例信息；所述第三域用于指示所述物理帧的物理帧信令模式，所述第三域包括第一预设值和第二预设值。4.根据权利要求1所述的基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，其特征在于：所述物
\t理帧信令单元在单载频系统中使用所述常用信令模式；在多载频系统中的主载频上使用所述物理帧信令常用信令模式，在多载频系统中的辅载频上使用所述物理帧信令常用信令模式或所述物理帧信令简化信令模式；所述物理帧信令单元的数据结构包括：所述前导信令单元的第一域、第二域、第三域、用于指示所述物理帧内正交频分复用符号的保护间隔的信令域、用于指示所述物理帧内正交频分复用符号的离散导频模式的信令域、及用于指示物理帧内采用降低峰值平均功率比方法的信令域、用于指示当前物理帧的物理帧信令单元最后一个数据单元和当前物理帧内新开始的逻辑帧的第一个数据单元之间间隔的虚拟资源粒子数量的信令域、用于指示逻辑帧内逻辑帧配置信令的比特长度的信令域、用于指示当前物理帧内去除前导符号之后所包含的正交频分复用符号数量的信令域、用于指示当前物理帧在物理超帧内的索引的信令域、用于指示广播系统中重新生成广播信号的次数的信令域、用于指示当前物理帧类型的所有物理帧中承载的逻辑信道的数量的信令域、用于指示当前物理帧承载的逻辑信道的索引的信令域、用于指示当前物理帧承载的逻辑信道类型的信令域、用于指示当前逻辑信道所属的逻辑信道组的索引的信令域、用于指示当前物理帧在当前逻辑信道的物理帧配置周期图样中时间维度上的位置的信令域、用于指示当前逻辑信道下一个物理帧所在的载频频率的信令域、用于指示当前逻辑信道当前物理帧帧尾与下一个物理帧帧头之间的时间间隔的信令域、用于指示标准版本号的信令域、第一预留信令域、及32比特循环冗余校验信令域。5.根据权利要求4所述的基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，其特征在于：当所述前导信令单元的第三域的信令域取值为第一预设值时，所述物理帧信令单元的数据结构还包括：用于指示所述主载频的未定义时段的持续时间的信令域、用于指示所述主载频上一个物理帧内广播时段的数量的信令域、按照一个广播时段中物理帧类型索引循环的循环体、用于指示逻辑帧信令单元的编码类型的信令域、用于指示逻辑帧信令单元的编码速率的信令域、用于指示逻辑帧信令单元的调制方式的信令域、用于指示逻辑帧信令单元的多输入多/单输出调制方式的信令域、用于指示当前逻辑帧内是否提供下一个逻辑帧的逻辑帧动态信令的信令域、用于指示所述逻辑帧信令单元中是否包含扩展信令域的信令域、用于指示逻辑帧内逻辑帧信令单元经过编码调制后的数据单元的数量的信令域、用于指示逻辑帧内逻辑帧动态信令比特长度的信令域、用于指示采用逻辑帧信令单元重复传输时当前逻辑帧信道中下一个逻辑帧内逻辑帧动态信令比特长度的信令域、用于指示逻辑帧扩展信令域比特长度的信令域、用于指示逻辑帧信令单元的附加校验波特数量域当前校验比特数
\t量比值的信令域、用于指示承载和连续传输当前逻辑帧内逻辑帧信令单元附加校验比特的前续逻辑帧的数量的信令域、用于指示广播发射塔的标识号的信令域、用于指示广播小区的标识号的信令域、用于指示广播系统的标识号的信令域、及用于指示广播网络的标识号的信令域。6.根据权利要求5所述的基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，其特征在于：当按照一个广播时段中物理帧类型索引循环的循环体在0至3中时，所述物理帧信令单元的数据结构还包括：用于指示所述物理帧的物理帧前导信号类型的信令域、及用于指示当前物理帧类型的物理帧出现在广播时段内的广播子段中的位置的信令域；当所述物理帧的物理帧前导信号类型的信令域的信令域取值与所述第一域中信令域取值不相等时，所述物理帧信令单元的数据结构还包括：用于指示所述主载频上非当前物理帧类型的物理帧的长度的信令域。7.根据权利要求1所述的基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，其特征在于：所述逻辑帧配置信令的数据结构包括：用于指示逻辑帧内各种可选逻辑帧信令域是否得到使用的信令域、用于指示逻辑超帧支持的所有传输信道传输模式的数量的信令域、用于指示逻辑帧包含的传输信道的数量的信令域、用于指示逻辑超帧包含的逻辑帧的数量的信令域、及用于指示逻辑帧承载的数据单元的数量的信令、按照逻辑帧包含的传输信道循环的循环体、及按照逻辑超帧支持的所有传输信道的传输模式循环的循环体；当所述用于指示逻辑帧内各种可选逻辑帧信令域是否得到使用的信令域的信令域取值为第一特定值时，所述逻辑帧配置信令的数据结构还包括：用于指示一个逻辑帧内类型2业务传输信道包含的时间子片的数量的信令域。8.根据权利要求7所述的基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，其特征在于：当所述按照逻辑帧包含的传输信道循环的循环体在0和逻辑帧包含的传输信道的数量的信令域的信令域取值-1中时，所述逻辑帧配置信令的数据结构还包括：用于指示当前传输信道的索引的信令域、用于指示当前传输信道的传输模式的索引的信令域、用于指示当前传输信道所承载的数据流的数量的信令域、按照当前传输信道所承载的数据流循环的循环体、用于指示当前传输信道是否承载所述紧急广播消息的信令域、用于指示当前传输信道是否为驻留传输信道的信令域、用于指示当前传输信道是否承载第一伴随信令信息的信令域、及用于指示广播系统中当前传输信道所属传输信道组的索引的信令域；当按照当前传输信道
\t所承载的数据流循环的循环体在0和当前传输信道所承载的数据流的数量的信令域的信令域取值-1中时，所述逻辑帧配置信令的数据结构还包括：用于指示当前数据流的索引的信令域；当所述用于指示逻辑帧内各种可选逻辑帧信令域是否得到使用的信令域的信令域取值为第二特定值时，所述逻辑帧配置信令的数据结构还包括：第二预留信令域。9.根据权利要求8所述的基于无线数字多媒体广播的物理层信令系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：田金凤，寇亚军，李明齐，王芳，芮赟，缪军，封松林，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31