[发明专利]一种数字信号传输方法

说明书

技术领域

本发明属于信号传输技术领域，特别涉及因特网、数字电视、数据广播以及数据通信中传输信号的帧结构安排方法。

背景技术

近二十年来，随着现代通信技术的飞速发展以及人们对无线通信业务需求的日益增长，传输各种业务的数字信号传输系统广泛应用于无线局域网、固定无线接入、有线/无线数字音频和视频广播传输标准(Digital Television Terrestrial Broadcasting，DTTB)，如欧洲标准数字视频地面广播(Digital Video Broadcasting-Terrestrial，DVB-T)和中国国家标准数字电视地面多媒体广播(Digital Television TerrestrialMultimedia Broadcast，DTMB)。

在当前无线通信系统中，面临着两个矛盾，一个是日益增长的用户数和有限频谱资源的矛盾，另一个是用户对业务质量的需求和无线传播环境的矛盾。其中，宽带无线通信传输技术面临的最大问题是，单载波或多载波调制系统在多径传输信道下，会发生频率选择性衰落，即符号间干扰(Inter Symbol Interference，ISI)。在数字信号传输过程中，辅助数据能够对抗信道衰落和其他干扰，从而帮助接收端恢复信号，尽管辅助数据的加入，降低了传输效率，但是可以直接决定系统消除ISI和跟踪信道动态变化等的信道估计能力。例如，信号流x(n)在经过具有冲激响应为h(n)的信道传输之后，接收到信号为y(n)，则信道传输的一般性模型为：

y(n)＝x(n)*h(n)+w(n)

其中，w(n)为加性噪声，*为线性卷积运算。由于信道冲激响应h(n)的存在，经过线性卷积接收到的信号就会产生时间扩散和ISI。

辅助数据首先起到了保护间隔的作用，目前已有的保护间隔类型有多种，包括循环前缀(Cyclic Prefix，CP)，零填充(Zero Padding，ZP)和已知训练序列。

此外，辅助数据的用处还应包括：信号同步、信道估计、传输模式识别和跟踪相位噪声等。例如，在三种已经存在的DTTB传输标准中，美国高级电视系统委员会(Advanced Television Systems Committee，ATSC)数字电视标准采用了单载波调制，而欧洲DVB-T标准和日本地面综合业务数字广播(Integrated Service Digital Broadcasting-Terrestrial，ISDB-T)以及中国DTMB标准都采用了基于正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)技术的多载波调制。参见图1所示，ATSC单载波系统将每一个信号帧分为了场和段的概念，每个场含有312个数据段和1个场同步段；因为ISDB-T与DVB-T的主要区别在使用了很长的交织和信道编码技术，没有太大不同，以DVB-T多载波系统为例，参见图2所示，采用编码的正交频分复用(CodedOrthogonal Frequency Division Multiplexing，COFDM)传输，随机插入了导频信号，主要分为固定导频和移动导频两种，目的是通过导频上的数据传送发射端约定的参量或测试信道的特性；参见图3所示，DTMB多载波系统基于时域同步正交频分复用调制(Time DomainSynchronous-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，TDS-OFDM)技术，采用时域训练序列进行保护间隔、同步和信道估计等。公开号为CN1317903A的中国发明专利申请公开了时域同步正交频分复用调制方法，其中已公开TDS-OFDM技术，使用伪随机序列(PseudorandomNoise，PN)代替OFDM中保护间隔并用于时间同步；公开号为CN1334655A的中国发明专利申请公开了正交频分复用调制系统中保护间隔的填充方法，其中已公开频率同步和信道估计。特别的，已知训练序列在对抗块间干扰起到保护间隔作用的同时，还可以辅助进行同步、定时恢复、载波恢复、信道估计和噪声估计等。