在NGB-W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法技术方案

本发明专利技术提供一种在NGB-W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法，主要在于通过在物理层L1后信令域中增加NGB-W通信系统实现时间交织和解时间交织所需的时间交织参数，发送端根据这些时间交织参数完成物理层管道PLP在各个NGB-W帧内数据的时间交织，接收端则通过解调L1后信令获知物理层管道PLP在各个NGB-W帧内的时间交织参数，据此完成对应物理层管道PLP在各个NGB-W帧内的数据的解时间交织。相较于现有技术，本发明专利技术可以实现不变或者可变输入速率数据的均匀或者非均匀的帧间卷积交织与帧内块交织级联的时间交织，在保证了NGB-W通信系统实现级联式时间交织方案的同时，也提高了NGB-W通信系统实现时间交织的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
在NGB-W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法
本专利技术涉及广播电视通信领域，特别涉及一种在下一代广播电视无线NGB-W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法。
技术介绍
随着世界经济文化的快速发展，移动用户对信息业务的需求量快速增长。单独依靠传统广播网或传统双向通信网，都无法实现移动信息业务的最优化传输。而下一代广播电视网无线（NextGenerationBroadcastingnetworks-Wireless，NGB-W）通信系统，可实现无线广播和双向通信的融合共存，是解决移动信息业务数据量快速增长和无线网络传输容量受限之间矛盾的有效途径，因其技术的合理性和广阔的市场前景受到了学术界和产业界的广泛关注。NGB-W通信系统业务主要面向地面传输（传输环境复杂多变），因而其可能面临严重的多径干扰问题。为了提高NGB-W信号传输的可靠性，NGB-W通信系统引入了时间交织技术。时间交织技术，可以将信道传输过程中突发产生比较集中的错误在时间上最大限度分散化，有效地增加前向纠错编码（ForwardErrorCorrection，FEC）抗连续错误的长度，进一步提高通信系统性能。在NGB-W通信系统中，不同的业务数据流输入不同的物理层管道（PhysicalLayerPipes，物理层管道PLP），各个物理层管道PLP在发送端独立地进行时间交织，不同物理层管道PLP可选择不同的时间交织参数值，各个物理层管道PLP数据交织后复用输出。接收端则根据需要对所需的物理层管道PLP进行解交织后输出译码，得到其中传输的业务数据。NGB-W通信系统调度器通过信令信息对比特交织编码调制模块进行控制，使得比特交织编码调制模块按照信令信息完成对各物理层管道PLP的交织编码调制。信令信息中的物理层（L1）信令与物理层管道PLP密切相关，它包括L1前信令与物理层L1后信令两部分。L1前信令为物理层L1后信令提供接收和解码所需要的信息，物理层L1后信令为接收端提供寻找物理层管道PLP所需的信息。物理层L1后信令可进一步分为可配置信令和动态信令，其中，L1可配置信令中的参数信息在一个超帧内保持不变，可有效地节省信令空间；而L1动态信令内的参数信息在每一个NGB-W帧周期内均可变化，为参数设置提供了灵活性。物理层L1后信令提供了物理层管道PLP的各种参数，其中就包括各个物理层管道PLP内所传输数据实现时间交织所需的参数信息，分别放置在L1可配置信令域和L1动态信令域中。NGB-W通信系统根据各个物理层管道PLP所承载业务的性能需求对时间交织参数进行动态配置，发送端利用这些参数信息值完成时间交织，接收端则通过解调信令获知各个物理层管道PLP时间交织参数，据此完成所需物理层管道PLP业务数据的解交织。由此可见，通过L1信令传输时间交织参数能够更加完善与灵活地实现各物理层管道PLP数据的时间交织。数字通信中一般采取的交织方法为块交织和卷积交织。块交织也叫矩阵行列转置法，其利用一个二维存储器阵列实现。块交织时，数据按列写入，按行读出；解交织时数据则按行写入，按列读出。块交织结构简单，但数据延时时间长而且所需的存储器比较大。卷积交织则是基于Forney的方法，其通过多个移位寄存器组实现。通道数及各个通道时延是实现卷积交织的两个重要参数体。卷积交织所使用移位寄存器组的数量即为卷积交织器通道数，而各个通道上的时延则通常为不相同的数据周期。交织器的输出端按输入端的工作节拍同步依次输出各个时延通道上经延时的数据。解交织器具有与交织器相同的通道数，而各个通道上的时延周期则与交织器相反，从而保证端到端的时延固定。现有的广播通信标准根据各自的应用场景采用不相同的时间交织方案。DVB-T2标准使用简单易行的块交织实现帧间或者帧内的时间交织；DVB-SH标准则定义了四种不相同属性的卷积交织方案来实现不相同场景下的时间交织；DVB-NGH标准地面部分考虑使用帧间卷积交织与帧内块交织级联的时间交织方案，其可以在不降低分集度的情况下，有效地实现长交织。综合评价和衡量各标准中时间交织方案的优缺点，NGB-W通信系统地面广播部分考虑采用帧间卷积交织和帧内块交织级联的时间交织方案。该级联式的时间交织方案可分为交织单元分组、帧间卷积交织和帧内块交织三个阶段。首先，在各个NGB-W帧周期内，将输入的所有FEC块等分为若干个交织单元，每一个FEC块被分组的交织单元数与物理层管道PLP在对应帧周期内所使用子卷积交织器的通道数相同；其次，帧间卷积交织通过多个子卷积交织器并行实现，每一个子卷积交织器处理一个FEC块数，将每一个FEC块内大小相同的交织单元依次分别送入相应子卷积交织器各个时延通道中，不同时延通道设置不同时延参数，且以NGB-W帧为基本单位，以实现帧间卷积交织；最后，在各个NGB-W帧周期内，各个子卷积交织器输出的所有交织单元进行统一的帧内块交织。在实现帧间卷积交织时，各个NGB-W帧内使用的子卷积交织器数与物理层管道PLP在各个NGB-W帧周期内输入数据速率有关。如果物理层管道PLP输入数据速率恒定，即在每一个NGB-W帧周期内物理层管道PLP所承载的FEC块数量恒定，则物理层管道PLP并行使用的子卷积交织器的数量亦是恒定的，为各个NGB-W帧周期内输入的FEC块数。如果物理层管道PLP数据速率可变，即每一个NGB-W帧周期内物理层管道PLP所承载的FEC块数量可变，则物理层管道PLP并行使用的子卷积交织器的数量亦是可变的。当数据速率上升，即物理层管道PLP在NGB-W帧周期内FEC块数开始增多时，物理层管道PLP并行使用的子卷积交织器数也相应地增加。此时，每一个NGB-W帧周期内使用子卷积交织器的数量与相应NGB-W帧周期内FEC块数量相同。而当数据速率下降，即物理层管道PLP在NGB-W帧周期内FEC块数减少时，物理层管道PLP在各个NGB-W帧周期内使用子卷积交织器的数量不再与物理层管道PLP在相应NGB-W帧周期内实际输入的FEC块数量相同。此时，需要在NGB-W帧周期内填充适量的虚拟FEC块，使得填充后各个帧内的FEC块数与相应NGB-W帧周期内使用的子卷积交织器数相同。如果某个子卷积交织器各时延通道上移位寄存器中存放的有效交织单元均已经被输出，则可以将该子卷积交织器丢弃，同时停止填充虚拟FEC块。与DVB-NGH标准级联时间交织方案中采用均匀的帧间卷积交织不同，NGB-W标准级联时间交织方案考虑采用非均匀的帧间卷积交织，即卷积交织器各个通道的延时与通道数不再是线性关系。故DVB-NGH标准中时间交织参数已经无法完全适用于NGB-W标准。DVB-T2标准或者DVB-SH标准仅采用单一的交织方案，故其在信令中传输的交织参数信息也无法适用于NGB-W标准。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在NGB-W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法，用于在NGB-W通信系统中实现均匀或者非均匀的帧间卷积交织与帧内块交织级联的时间交织方案。为实现上述目的及其它目的，本专利技术提供一种在NGB-W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法，包括：步骤1，在当前NGB-W帧内的物理层L1后信令中配置各个物理层管道PLP数据实现帧间卷积交织与帧内块交织级联的时间交织所需的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在NGB‑W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法，其特征在于，包括：步骤1，在当前NGB‑W帧内的物理层L1后信令中配置各个物理层管道PLP数据实现帧间卷积交织与帧内块交织级联的时间交织所需的时间交织参数；所述时间交织参数包括：配置在所述物理层L1后信令的可配置信令域中的对应各个物理层管道PLP的子卷积交织器的通道数B和循环体子卷积交织器通道时延L；配置在所述物理层L1后信令的动态信令域中的对应各个物理层管道PLP的循环体相应NGB‑W帧周期内输入的前向纠错FEC块数NFEC和子卷积交织器数NCI；步骤2，发送端根据步骤1所述当前NGB‑W帧内物理层L1后信令中配置的对应各个物理层管道PLP的时间交织参数完成各个物理层管道PLP在当前NGB‑W帧内的数据的时间交织；接收端通过解调步骤1所述当前NGB‑W帧内物理层L1后信令获知相应物理层管道PLP在当前NGB‑W帧内的时间交织参数，据此完成各个物理层管道PLP在当前NGB‑W帧内的数据的解时间交织。

【技术特征摘要】
1.一种在NGB-W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法，其特征在于，包括：步骤1，在当前NGB-W帧内的物理层L1后信令中配置各个物理层管道PLP数据实现帧间卷积交织与帧内块交织级联的时间交织所需的时间交织参数；所述时间交织参数包括：配置在所述物理层L1后信令的可配置信令域中的对应各个物理层管道PLP的子卷积交织器的通道数B和循环体子卷积交织器通道时延L；配置在所述物理层L1后信令的动态信令域中的对应各个物理层管道PLP的循环体相应NGB-W帧周期内输入的前向纠错FEC块数NFEC和子卷积交织器数NCI；步骤2，发送端根据步骤1所述当前NGB-W帧内物理层L1后信令中配置的对应各个物理层管道PLP的时间交织参数完成各个物理层管道PLP在当前NGB-W帧内的数据的时间交织；接收端通过解调步骤1所述当前NGB-W帧内物理层L1后信令获知相应物理层管道PLP在当前NGB-W帧内的时间交织参数，据此完成各个物理层管道PLP在当前NGB-W帧内的数据的解时间交织。2.根据权利要求1所述的在NGB-W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法，其特征在于，所述步骤1包括：在物理层L1后信令的可配置信令域中，针对每一个物理层管道PLP配置参数：子卷积交织器的通道数B；所述子卷积交织器的通道数B用以指示当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧周期内所使用子卷积交织器的通道数；在物理层L1后信令的可配置信令域中，针对每一个物理层管道PLP配置参数：以子卷积交织器通道时延L为循环单元的循环体，每一个循环单元用L(i)表示，其中，i＝0，……，B-1；所述子卷积交织器通道时延L用以指示当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧周期内所使用子卷积交织器各个通道上的时延，以NGB-W帧为基本单位；在物理层L1后信令的动态信令域中，针对每一个物理层管道PLP配置参数：以相应NGB-W帧周期内输入的前向纠错FEC块数NFEC为循环单元的循环体，每一个循环单元用NFEC(i)表示，其中，i＝0，……，B-1；所述相应NGB-W帧周期内输入的前向纠错FEC块数NFEC用以指示卷积交织后当前物理层管道PLP映射到当前NGB-W帧内的数据在输入卷积交织器时所处的相应NGB-W帧周期内输入的前向纠错FEC块数；在物理层L1后信令的动态信令域中，针对每一个物理层管道PLP配置参数：子卷积交织器数NCI；所述子卷积交织器数NCI用以指示当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧周期内所使用子卷积交织器的数量。3.根据权利要求2所述的在NGB-W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法，其特征在于，针对一个物理层管道PLP，所述子卷积交织器的通道数B在物理层L1后信令的可配置信令域中占用4个比特位；所述以子卷积交织器通道时延L为循环单元的循环体中的每一个循环单元在物理层L1后信令的可配置信令域中占用5个比特位；所述以相应NGB-W帧周期内输入的前向纠错FEC块数NFEC为循环单元的循环体中的每一个循环单元在物理层L1后信令的动态信令域中占用10个比特位；所述子卷积交织器数NCI在物理层L1后信令的动态信令域中占用10个比特位。4.根据权利要求2所述的在NGB-W通信系统中实现时间交织和解时间交织的方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：针对当前NGB-W帧内的一个物理层管道PLP，步骤2-1，发送端根据步骤1中所述当前NGB-W帧内物理层L1后信令中配置的属于当前物理层管道PLP的时间交织参数，对相应物理层管道PLP在当前NGB-W帧周期内输入的数据进行预处理，在当前NGB-W帧内完成当前物理层管道PLP虚拟前向纠错FEC块的填充以及包括有效前向纠错FEC块和填充的虚拟前向纠错FEC块在内的所有前向纠错FEC块的交织单元分组；步骤2-2，发送端利用当前NGB-W帧内物理层L1后信令中配置的属于当前物理层管道PLP的时间交织参数，对当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内所使用子卷积交织器进行配置，包括：利用子卷积交织器数NCI对当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧周期内所使用子卷积交织器的数量进行配置，利用子卷积交织器的通道数B和循环体子卷积交织器通道时延L分别对当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内所使用的所有子卷积交织器的通道数和各个通道时延进行配置；据此对步骤2-1输出的当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内的数据进行帧间卷积交织；步骤2-3，发送端根据步骤1中当前NGB-W帧内物理层L1后信令中配置的属于当前物理层管道PLP的时间交织参数完成帧间卷积交织后，输出当前物理层管道PLP映射到当前NGB-W帧内数据的处理，完成有效交织单元、虚拟交织单元或者寄存器初始状态的位置重置并通过计算将帧间卷积交织后当前物理层管道PLP映射到当前NGB-W帧内的虚拟交织单元或者寄存器初始状态删除；步骤2-4，发送端利用当前NGB-W帧内物理层L1后信令中配置的属于当前物理层管道PLP的循环体相应NGB-W帧周期内输入的前向纠错FEC块数NFEC，得到当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧进行帧内块交织所使用的矩形寄存器的列数；据此将经步骤2-3处理后的当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内的数据按列写入当前NGB-W帧内的矩形寄存器，一列一个交织单元，再按行读出单元字，完成当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内数据的帧内块交织；步骤2-5，接收端接收数据并解调物理层L1后信令获取当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内的物理层L1后信令中配置的进行帧内解块交织与帧间解卷积交织级联的解时间交织所需的时间交织参数，所述时间交织参数包括：配置在所述物理层L1后信令的可配置信令域中的属于当前物理层管道PLP的子卷积交织器的通道数B和循环体子卷积交织器通道时延L；配置在所述物理层L1后信令的动态信令域中的属于当前物理层管道PLP的循环体相应NGB-W帧周期内输入的前向纠错FEC块数NFEC和子卷积交织器数NCI；步骤2-6，接收端在当前NGB-W帧内采用与步骤2-4中发送端对应NGB-W帧内所使用的矩形寄存器结构相同的矩形寄存器，根据按行写入按列读出的方式，完成当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内数据的帧内解块交织；步骤2-7，接收端根据步骤2-5中解调出的当前NGB-W帧内的物理层L1后信令中配置的属于当前物理层管道PLP的时间交织参数完成当前NGB-W帧内接收的属于当前物理层管道PLP的数据的预处理，计算完成当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内的虚拟交织单元或者寄存器初始状态恢复，并完成当前物理层管道PLP映射到当前NGB-W帧内的有效交织单元、虚拟交织单元或者寄存器初始状态的位置恢复；步骤2-8，接收端根据步骤2-5中解调出的当前NGB-W帧内物理层L1后信令中配置的属于当前物理层管道PLP的时间交织参数对当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内所使用子解卷积交织器进行配置，包括：利用子卷积交织器数NCI对解帧间卷积交织时当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内所使用子解卷积交织器的数量进行配置以及利用子卷积交织器的通道数B和循环体子卷积交织器通道时延L分别对各个子解卷积交织器的通道数和各个通道时延进行配置；据此完成经步骤2-7处理后当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内数据的帧间解卷积交织；步骤2-9，接收端根据步骤2-5中解调出的当前NGB-W帧内物理层L1后信令中配置的属于当前物理层管道PLP的时间交织参数完成解卷积交织后当前物理层管道PLP在当前NGB-W帧内数据的处理。5.根据权利要求4所述的在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨颖，寇亚军，田金凤，黄飞，李明齐，
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