無線廣播系統(tǒng)的多級傳輸方案詳細(xì)
在無線廣播系統(tǒng)中，位于不同地點(diǎn)的用戶的無線鏈路質(zhì)量是大不相同的，一些用戶與發(fā)射臺之間的信道條件相對較好，而另一些則十分惡劣。為了保證服務(wù)區(qū)內(nèi)所有用戶的服務(wù)質(zhì)量，系統(tǒng)通常按照在最惡劣情況下仍能保證一定服務(wù)質(zhì)量的條件進(jìn)行傳輸參數(shù)的設(shè)計(jì)，這就使得很多信道條件較好的用戶只能和信道條件惡劣的用戶得到相同速率的數(shù)據(jù)，造成系統(tǒng)整體的傳輸速率較低。此外，在未來的廣播系統(tǒng)中將會有各種不同類型的接收設(shè)備，它們的使用條件各不相同，接收能力也有很大的差別。例如，高質(zhì)量的室內(nèi)接收機(jī)應(yīng)能接收高速率的數(shù)據(jù)，而小型的便攜設(shè)備只需接收較低速率的數(shù)據(jù)。為了充分利用信道的傳輸能力并滿足不同用戶和不同接收設(shè)備的要求，需要設(shè)計(jì)一種多級傳輸?shù)南到y(tǒng)。多級傳輸?shù)母拍钭钤缬蒀over[1]提出，他指出分級傳輸方案能夠兼顧不同信道條件用戶的需要，獲得更高的傳輸效率。歐洲數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)(DVB-T)中提出了兩級的編碼調(diào)制方案[2]。文獻(xiàn)[3]討論了多級編碼調(diào)制和多級譯碼等技術(shù)帶來的不同的差錯保護(hù)特性，文獻(xiàn)[4]分析了未編碼系統(tǒng)中多級調(diào)制方案的性能。近年來隨著通信技術(shù)的發(fā)展，高效的編解碼方法不斷出現(xiàn)，為設(shè)計(jì)更好的廣播傳輸方案提供了條件。本文提出了一種用于數(shù)字無線廣播系統(tǒng)的多級傳輸方案，該方案使用低密度奇偶校驗(yàn)碼（LDPC）對廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行分級編碼，并結(jié)合多級編碼與多分辨率調(diào)制技術(shù)，為不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)提供不同的差錯保護(hù)，使得每個用戶可以根據(jù)自身傳輸信道的質(zhì)量或者接收設(shè)備的能力，獲得不同的數(shù)據(jù)傳輸率，提高了系統(tǒng)整體的傳輸效率。
多級傳輸系統(tǒng)
多級傳輸系統(tǒng)是指把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)根據(jù)不同的重要性或者內(nèi)容分成不同的優(yōu)先級，在發(fā)射端的編碼調(diào)制過程中對各個優(yōu)先級的數(shù)據(jù)進(jìn)行單獨(dú)的處理，使得不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)獲得不同的差錯保護(hù)，高優(yōu)先級數(shù)據(jù)的解碼門限較低，解碼相對容易，低優(yōu)先級數(shù)據(jù)的解碼門限較高，解碼相對困難。在接收端，用戶根據(jù)收到的信號質(zhì)量或者接收設(shè)備的處理能力選擇只解調(diào)高優(yōu)先級數(shù)據(jù)，或者解調(diào)所有的數(shù)據(jù)。這樣既保證了網(wǎng)絡(luò)的基本覆蓋，又能使信道條件好或接收能力較強(qiáng)的用戶獲得更多的數(shù)據(jù)，從而提高了系統(tǒng)的平均傳輸速率。
多級傳輸系統(tǒng)主要由編碼調(diào)制、信道傳輸、解調(diào)解碼3個部分組成。如圖1所示為多級傳輸系統(tǒng)的框圖，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按照優(yōu)先級的不同分成并行的多路數(shù)據(jù)流，進(jìn)入多級編碼器。不同的編碼器分別對各路數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立編碼，編碼之后的碼符號首先進(jìn)行集分割和星座圖映射，然后經(jīng)過OFDM調(diào)制進(jìn)入無線信道傳輸。在接收端，先根據(jù)接收到的信號進(jìn)行信道估計(jì)，再進(jìn)行解調(diào)和分級解碼得到各個優(yōu)先級的數(shù)據(jù)。
圖1多級傳輸系統(tǒng)
2.1多級編碼
要實(shí)現(xiàn)多級傳輸首先就要對數(shù)據(jù)進(jìn)行多級編碼。不同的編碼器對各個優(yōu)先級的數(shù)據(jù)進(jìn)行單獨(dú)的編碼，稱為分量碼。分量碼能夠方便地調(diào)整各優(yōu)先級數(shù)據(jù)的編碼速率，為各路數(shù)據(jù)提供不同的差錯保護(hù)。目前常用的分量碼編碼方式有RS碼、卷積碼、Turbo碼、LDPC碼等。
