本发明公开了一种渐进广播传输方法及接收端面向渐进广播传输的解调解码系统,该方法包括步骤:S1.获取经过渐进信源编码的码流;S2.将所述码流根据优先级设定信道编码码率并进行信道编码;S3.对传输所述码流的物理层子信道或物理层信道进行比特管道划分,得到不同保护程度的比特管道;S4.将不同优先级的码流对应相应的比特管道进行传输;S5.接收端面向渐进广播传输的解调解码系统。采用本发明的渐进广播传输方法及系统,能够实现一个物理层子信道或物理层信道内传输包含不同优先级信息的渐进业务,可以满足不同传输和接收条件,更有效地实现渐进传输。
1.一种渐进广播传输方法,其特征在于,该方法包括步骤:S1.获取经过渐进信源编码的码流;S2.将所述码流根据优先级设定信道编码码率并进行信道编码;S3.对传输所述码流的物理层子信道或物理层信道进行比特管道划分,得到不同保护程度的比特管道;S4.将不同优先级的码流对应相应的比特管道进行传输;步骤S2中信道编码后各优先级码流速率之比为l₁,l₂,...,l_n,所述l₁,l₂,...,l_n为整数且ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="692"/>M_i为每k个符号中第i个符号的星座映射阶数,k为整数;所述比特管道的划分方法为:将所述物理层子信道或物理层信道的每k个符号作为一组,将ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="220"/>M_i个比特分为n个比特管道,比特管道分别包含l₁,l₂,...,l_n个比特。
2.权利要求1所述的渐进广播传输方法,其特征在于,步骤S1中所述经过信源编码的码流,分为n个优先级,各优先级码流速率之比为P₁:P₂:...:P_n。
3.权利要求1所述的渐进广播传输方法,其特征在于,步骤S3中通过时域、频域、空域或码域将物理层信道分割为多个所述物理层子信道。
4.权利要求1所述的渐进广播传输方法,其特征在于,所述方法还包括步骤:S5.接收端对接收到的码流进行解调解码;所述步骤S5中解调解码的方法为:S5.1解调解码第q=1优先级即最高优先级的码流,得到第q=1级的解调解码结果;S5.2如果第q级正确解码并且需要第q+1优先级的码流,则继续解调解码q+1优先级的比特流,优先级q=q+1,重复步骤5.2;S5.3如果解码错误或不需要第q+1优先级的码流,则将第1级至第q级的解调解码结果输出。
5.一种渐进广播传输系统,其特征在于,该系统包括:码流获取模块,用于获取经过渐进信源编码的码流;信道编码模块,用于将所述码流根据优先级设定信道编码码率并进行信道编码;传输管道划分模块,用于对传输所述码流的物理层子信道或物理层信道进行比特管道划分,得到不同保护程度的比特管道;传输模块,用于将不同优先级的码流对应相应的比特管道进行传输;其中,所述信道编码模块进行信道编码后各优先级码流速率之比为l₁,l₂,...,l_n,所述l₁,l₂,...,l_n为整数且ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="692"/>M_i为每k个符号中第i个符号的星座映射阶数,k为整数;其中,所述传输管道划分模块将所述物理层子信道或物理层信道的每k个符号作为一组,将ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="214"/>M_i个比特分为n个比特管道,比特管道分别包含l₁,l₂,...,l_n个比特。
6.权利要求5所述的渐进广播传输系统,其特征在于,该系统还包括解调解码模块,所述解调解码模块解调解码第q=1优先级即最高优先级的码流,得到第q=1级的解调解码结果;进行验证,如果第q级正确解码并且需要第q+1优先级的码流,则继续解调解码q+1优先级的比特流,优先级q=q+1,重复验证;如果解码错误或不需要第q+1优先级的码流,则将第1级至第q级的解调解码结果输出。技术领域
本发明涉及数字信息传输领域,特别涉及一种渐进广播传输方法及系统。
背景技术
数字通信系统,包括典型的无线移动通信系统和地面数字广播系统,其根本任务之一是实现数字信息的无误传输。利用信道编码进行差错控制是实现这一根本任务的最为有效的方法和手段。为了适应数字信息在常见模拟信道下的传输需求,信道编码技术通常需要与数字调制技术结合。信道编码与调制的结合构成编码调制系统,它是数字通信系统发射端的子系统,也是其核心模块之一,对应的编码调制技术也是数字通信系统的核心技术。与编码调制系统相对应,解调和信道解码的结合构成数字通信系统接收端的解调解码系统,对应的解调解码技术也是数字通信系统的核心技术。所谓调制,表示对输入数据或信号进行变换处理,以得到适于信道传输的信号,包括各种模拟调制和数字调制技术。对典型的数字通信系统,数字调制技术主要包括星座映射技术及其后续处理技术,如多载波调制技术和成形滤波技术等。所谓星座映射,就是将携带数字信息的有限域“比特”序列映射成适于传输的“符号”序列。每个符号的取值空间可以是一维实数空间、二维实数空间(即复数空间或复数平面)、或更高维的实数空间(例如多天线MIMO系统信号传输对应的空间)。星座映射包含两个要素,即星座图和星座点映射方式。星座图代表星座映射输出符号的所有取值组成的集合,其中,星座图的每个点对应输出符号的一种取值。星座点映射方式代表输入比特(组)到星座点的特定映射关系,或者星座点到比特(组)的特定映射关系,通常每个星座点与一个比特或多个比特组成的比特组一一对应。目前最为常见以及实用的复数空间的星座图主要有正交幅度调制(Quadraturexa0Amplitudexa0Modulation,QAM)、相移键控(Phasexa0Shiftxa0Keying,PSK)、和幅度相移键控(Amplitude-Phasexa0Shiftxa0Keying,APSK)调制技术。数字通信系统中,二进制比特经过信道编码、比特交织和星座映射等后转换为离散符号,再进行正交频分复用技术(Orthogonalxa0Frequencyxa0Divisionxa0Multiplexing,OFDM)调制、组帧、正交调制等后续处理。对于带宽有限的信道,基于块传输技术或信道均衡技术,实际连续时间信道可以等效为离散时间信道,信道传输模型可以等效为离散符号表示的数字基带模型,其中,离散符号的信号空间可以为时域、频域和空域等,即时间、频率(或子载波)、空间资源(即天线资源)等均可携带待传输的离散符号。渐进编码(Embedded/Progressive/Scalablexa0Coding)是一种信源编码方式,编码后比特按照优先级从高到低的顺序进行排列,优先级较高的比特包含信源的基本信息,优先级较低的比特包含信源的增强信息。以图像为例,如图1所示,渐进编码后码流分为1,2,3等优先级比特包,接收优先级为1的比特包后,可以恢复出低分辨率图像;继续接收优先级为2的比特包后,可以得到中等分辨率图像;继续接收优先级为3的比特包后,可以得到高分辨率图像。对于广播传输系统,由于待传输的渐进业务包含不同优先级的比特包,传统方法利用多个不同优先级的物理层子信道进行传输,其中多个物理层子信道是对物理层信道的简单线性分割(即通过时域、频域、空域、码域等方法将物理层信道分为多个子信道),其用于渐进传输时,总体传输效率低,无法满足不同传输和接收条件。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是:如何提供一种渐进广播传输方法及系统,使得在一个物理层子信道或物理层信道内可以传输包含不同优先级信息的渐进业务,能够满足不同传输和接收条件,能够更有效地实现数据渐进传输。(二)技术方案为解决上述技术问题,本发明提供了一种渐进广播传输方法,该方法包括步骤:S1.获取经过渐进信源编码的码流;S2.将所述码流根据优先级设定信道编码码率并进行信道编码;S3.对传输所述码流的物理层子信道或物理层信道进行比特管道划分,得到不同保护程度的比特管道;S4.将不同优先级的码流对应相应的比特管道进行传输。优选的,步骤S1中所述经过信源编码的码流,分为n个优先级,各优先级码流速率之比为p₁∶p₂∶...∶p_n。优选的,步骤S2中信道编码后各优先级码流速率之比为l₁,l₂,...,l_n,所述l₁,l₂,...,l_n为整数且ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="700"/>M_i为每k个符号中第i个符号的星座映射阶数,k为整数。优选的,步骤S3中通过时域、频域、空域或码域将物理层信道分割为多个所述物理层子信道。优选的,所述比特管道的划分方法为:将所述物理层子信道或物理层信道的每k个符号作为一组,将ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="294"/>个比特分为n个比特管道,比特管道分别包含l₁,l₂,...,l_n个比特。优选的,所述方法还包括步骤:S5.接收端对接收到的码流进行解调解码;所述步骤S5中解调解码的方法为:S5.1解调解码第q=1优先级即最高优先级的码流,得到第q=1级的解调解码结果;S5.2如果第q级正确解码并且需要第q+1优先级的码流,则继续解调解码q+1优先级的比特流,优先级q=q+1,重复步骤5.2;S5.3如果解码错误或不需要第q+1优先级的码流,则将第1级至第q级的解调解码结果输出。本发明还提供了一种渐进广播传输系统,该系统包括:码流获取模块,用于获取经过渐进信源编码的码流;信道编码模块,用于将所述码流根据优先级设定信道编码码率并进行信道编码;传输管道划分模块,用于对传输所述码流的物理层子信道或物理层信道进行比特管道划分,得到不同保护程度的比特管道;传输模块,用于将不同优先级的码流对应相应的比特管道进行传输。优选的,所述信道编码模块进行信道编码后各优先级码流速率之比为l₁,l₂,...,l_n,所述l₁,l₂,...,l_n为整数且ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="438"/>ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="314"/>M_i为每k个符号中第i个符号的星座映射阶数,k为整数。优选的,所述传输管道划分模块将所述物理层子信道或物理层信道的每k个符号作为一组,将ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="300"/>个比特分为n个比特管道,比特管道分别包含l₁,l₂,...,l_n个比特。优选的,该系统还包括解调解码模块,所述解调解码模块解调解码第q=1优先级即最高优先级的码流,得到第q=1级的解调解码结果;进行验证,如果第q级正确解码并且需要第q+1优先级的码流,则继续解调解码q+1优先级的比特流,优先级q=q+1,重复验证;如果解码错误或不需要第q+1优先级的码流,则将第1级至第q级的解调解码结果输出。(三)有益效果采用本发明的渐进广播传输方法及系统,能够实现一个物理层子信道或物理层信道内传输包含不同优先级信息的渐进业务,能够满足不同传输和接收条件,更有效地实现数据渐进传输。
附图说明
图1是本发明现有技术中图像渐进编码的示意图。图2是本发明实施例渐进广播传输方法流程图。图3是本发明实施例渐进广播传输方法解调解码流程图。图4是本发明实施例256阶Gray-APSK星座映射示意图。图5是本发明实施例256阶Gray-APSK星座映射比特对应的信道容量与信噪比关系图。图6是本发明实施例中高优先级码流的传输速率、低优先级码流的传输速率以及高优先级码流实际有效速率与SNR1之间的关系曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。实施例1为了更有效地传输渐进编码的信息,本发明实施例提出的一种渐进广播传输方法如图2所示具体包括:S1、获取经过渐进信源编码的码流,包括不同优先级的比特码流;S2、对不同优先级的码流选定信道编码码率并进行信道编码;S3、根据传统方法,得到用于传输所述比特码流的物理层子信道或直接得到物理层信道,将所述的物理层子信道或物理层信道进一步地在比特层次上进行划分,得到具有不同保护程度的比特管道。S4、将不同优先级的码流分别输入到不同的比特管道进行传输。其中,步骤S1所述的码流,分为n个优先级,各优先级码流速率之比为p₁∶p₂∶...∶p_n。其中,步骤S2所述的信道编码可以是任何信道编码技术,各优先级码流的信道编码码率为r₁,r₂,...,r_n,信道编码后各优先级码流速率之比为l₁∶l₂∶...∶l_n=p₁/r₁∶p₂/r₂∶...∶p_n/r_n,通过等比例调节使l₁,l₂,...,l_n为整数且ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="700"/>M_i为每k个符号中第i个符号的星座映射阶数,k为整数。其中,步骤S3所述的传统物理层子信道划分是通过在时域、频域或时频域将物理层信道分为多个子信道,所采用的星座映射方式可以是PAM、PSK、QAM或APSK等,调制阶数可以是2^m,m是正整数。其中,步骤S3所述的比特管道划分具体为:将所述物理层子信道的每k个符号作为一组,将这ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="301"/>个比特分为n个比特管道,每个比特管道分别包含l₁,l₂,...,l_n个比特。优选的,该方法还包括步骤:S5.接收端对接收到的码流进行解调解码;所述步骤S5中解调解码的方法为:S5.1解调解码第q=1优先级即最高优先级的码流,得到第q=1级的解调解码结果;S5.2如果第q级正确解码并且需要第q+1优先级的码流,则继续解调解码q+1优先级的比特流,优先级q=q+1,重复步骤5.2;S5.3如果解码错误或不需要第q+1优先级的码流,则将第1级至第q级的解调解码结果输出。本发明实施例还提供一种面向渐进广播传输系统,该系统包括:码流获取模块,用于获取经过渐进信源编码的码流信道编码模块,用于将所述码流根据优先级设定信道编码码率并进行信道编码传输管道划分模块,用于对传输所述码流的物理层子信道或物理层信道进行比特管道划分,得到不同保护程度的比特管道;传输模块,用于将不同优先级的码流对应相应的比特管道进行传输;优选的接收端还包括:解调解码模块如图3所示,用于对接收到的码流进行解调解码。该解调解码模块解调解码第q=1优先级即最高优先级的码流,得到第q=1级的解调解码结果;进行验证,如果第q级正确解码并且需要第q+1优先级的码流,则继续解调解码q+1优先级的比特流,优先级q=q+1,重复验证;如果解码错误或不需要第q+1优先级的码流,则将第1级至第q级的解调解码结果输出。实施例2本实施例描述了一种基于LDPC编码和APSK星座映射的渐进广播传输方法。该方法包括:1、经过信源编码的码流分为高低两个不同优先级,高优先级码流与低优先级码流速率之比为p₁∶p₂=1∶3,低优先级码流的信噪比门限(SNR₂)与高优先级码流的信噪比门限(SNR₁)之差为10dB。2、信道编码采用DVB-S2标准中的LDPC码进行编码,可选码率有1/2,3/5,2/3,3/4,4/5,5/6。3、符号调制方式为256阶Gray-APSK。其中,所述Gray-APSK星座图的阶数为M=2^m,每个环上的点数n相等且ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="223"/>环数ntent="drawing" img-format="tif" inline="yes" orientation="portrait" wi="217"/>其中m=m₁+m₂,m、m₁和m₂均为正整数。所述256阶Gray-APSK星座映射如图4所示,映射方式为现有技术,每个符号携带8个比特,具有7种差错保护程度,每一个符号中的比特b₀...b₇对应的信道容量与信噪比关系如图5所示。为了满足上述传输需求,高优先级码流的传输速率(R₁)和低优先级码流的传输速率(R₂)需要满足R₁≤R₂/3,如果不满足上述关系则需要将高优先级码流的传输速率降低,因此高优先级码流的实际有效传输速率(R_1eff)为R_1eff=min(R₁,R₂/3)。本发明所述方法的发送端具体实施步骤包括:S1、获取两个优先级的码流,高优先级码流与低优先级码流速率之比为p₁∶p₂=1∶3。;S2、分别选定高优先级码流和低优先级码流的信道编码码率为r₁=r₂,并进行信道编码。得到信道编码后的码流,其速率之比为l₁∶l₂=1∶3。;S3、将物理层信道的每1个Gray-APSK的符号作为一组,将每组的8个比特分为2个比特管道,其中,b₃,b₄分配给高保护度管道,b₀,b₁,b₂,b₅,b₆,b₇分配给低保护度管道;S4、将高优先级比特通过高保护度比特管道传输,低优先级比特通过低保护度比特管道传输。一种渐进广播传输方法的解调解码具体实施步骤包括:S5.1、解调解码高优先级的比特流,得到高优先级的解调解码结果;S5.2、如果高优先级正确解码并且需要低优先级的比特流,则解调解码低优先级的比特流,并且输出全部解码结果;S5.3、如果高优先级解码错误或者不需要低优先级的比特流,则将高优先级的解码结果输出。传统方法的发送端根据传输需求优化,通过在时域、频域或时频域将物理层信道分为两个物理层子信道相当于本发明的比特管道,将40.5%的符号用于传输高优先级码流,将59.5%的符号用于传输低优先级的码流。图6给出了在限定低优先级码流的信噪比门限(SNR₂)与高优先级码流的信噪比门限(SNR₁)之差为10dB的情况下,高优先级码流的传输速率(R₁)、低优先级码流的传输速率(R₂)以及高优先级码流实际有效速率(R_1eff)与SNR₁之间的关系。与传统方法相比,本发明所述的传输系统实际有效传输速率更高。由于传统方法在信噪比较高的情况下不能满足R₁≤R₂/3,造成了资源的浪费,因此本发明所述传输系统能够更有效地传输渐进编码业务。以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。